无人机全局路径规划算法研究

针对无人机自主飞行控制技术中的全局路径规划问题,简要分析了几种路径规划算法,提出了一种基于遗传算法的改进型无人机全局路径规划算法,算法以旋翼型无人机为例设计了时间约束条件模型,对适应度函数参数和遗传算法算子进行了优化。试验结果表明,所提出的路径规划算法能够求得近似最优解,为无人机自主飞行决策控制提供可行方案。     

无人机故障预测系统研究

针对无人机故障预测需求,设计了一种基于遥测数据智能解译的无人机故障预测系统。先从功能设计、拓扑结构2个方面详细介绍了系统的工作原理,再从技术体系和算法流程2个角度讨论了系统故障预测的方法和机理,最后根据遥测数据的变化特性,模拟生成了故障数据集,并在模拟的故障数据集上开展了故障预测的仿真实验及分析。实验结果表明,设计的无人机故障预测系统具有良好的故障检测能力。     

空地协同视觉实现无人机自主降落研究

在深入分析了无人机视觉降落多种方式的基础上,结合无人机连续视觉图像的三维空间信息,提出了基于空地协同视觉信息的无人机自主降落方法,设计了一种多图形组合、多色彩导引、多方法识别的地面合作目标。从坐标系的转换、合作目标的选取、识别与处理等方面进一步细化论述空地协同视觉完成无人机自主降落的方式,通过灰度变换、HSV色彩变换、HU不变距匹配等方法保障了合作目标的准确识别率。     

基于规则信息的无人机图像建筑物提取

基于规则信息的无人机图像建筑物提取,首先要对待处理图像进行图像分割,经过大量的实验确定分割阈值为0.3,通过定义规则信息,解决了建筑物纹理特征与光谱特征与道路、裸地相似的问题,同时,将原始图像的提取结果和与进行主成分分析(PCA)处理后的图像的提取结果进行对比,证明了PCA后的图像提取精度高达85%。     

仿鸿雁编队的无人机集群飞行验证

为了降低无人机集群控制的复杂度，高效解决大规模无人机集群控制和长距离飞行时集群变拓扑问题，设计了一种仿鸿雁群编队的无人机集群自主协同控制方法，借鉴自然界中的鸿雁编队行为机制，开发了面向无人机平台的分布式仿生集群控制系统。鸿雁是一种常见的集群鸟类，其在迁徙途中表现的自组网和编队变拓扑行为与无人机集群飞行有极高的相似性。仿鸿雁编队行为机制的无人机集群飞行验证系统采用了低成本四旋翼无人机，利用无线局域网进行组网通信。外场飞行试验结果表明，自然界中的鸿雁编队行为机制有助于无人机集群的快速精准编队控制，实现了无人机的位置实时变拓扑，提高了无人机集群飞行的鲁棒性。      

四旋翼植保无人机坠落与地面碰撞的模拟实验

四旋翼无人机广泛应用于农药喷洒、病虫害防治等方面。针对四旋翼无人机结构优化和安全飞行方面的问题,从动力学分析层面,模拟在不同高度下,无人机撞击地面对机体本身造成的损害,进而探究四旋翼无人机的安全飞行高度,通过对比不同高度下四旋翼无人机撞击地面的等效应力图示,得出实验结论。对四旋翼无人机设计开发有一定的参考价值。     

无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究

传统采空区三维激光扫描技术受限于空区的复杂形态与探测作业环境，容易导致采空区探测数据不完整，无法精确获得采空区空间形态。为提高采空区三维激光扫描探测的可靠性，基于一种无人机平台搭载便携式三维激光扫描仪的飞行探测设备，开展无人机三维激光扫描技术在采空区探测中的应用研究。简述了无人机三维激光扫描的作业原理与优势，并在大红山铁矿进行了无人机三维激光扫描技术的空区探测应用。最后分析讨论了无人机三维扫描技术在采空区探测中的应用难点与挑战。结果表明：通过无人机三维激光扫描探测，使大红山铁矿Ⅱ1 矿体 775-1 采空区的点云数据更全面、更精确。无人机三维激光扫描技术可为采空区精确探测提供一种新手段。