基于直线稀疏光流场的微小型无人机姿态信息估计方法研究

针对无人飞行器视觉导航系统的需求,提出一种基于直线稀疏光流场的微小型无人机姿态信息估计方法。研究了图像直线稀疏光流场的概念,并推导出该种稀疏光流场的计算方法;在直线稀疏光流场的基础上,建立了地平线投影模型,并提出一种基于直线稀疏光流场的飞行器俯仰角速度、滚转角速度和偏航角速度等姿态信息的估计方法;分别使用文中提出的直线稀疏光流场的计算方法和Horn算法对一组测试图像进行数值仿真,仿真结果显示在图像边缘附近,直线稀疏光流场的计算方法与经典的Horn算法具有相近的精度,但时间开销减小到后者的6%;使用无人机航拍图像序列对于基于直线稀疏光流场的飞行器姿态信息算法进行离线仿真,并对比同时搭载的角速度陀螺的测量结果,结果显示,使用文中所述的基于直线稀疏光流场的无人机姿态提取方法可以估计飞行器的俯仰、偏航、滚转三通道角速度信息,其最大绝对估计误差除滚转通道小于±10°/s外, 其余两通道均小于±5°/s,并对于误差产生的原因进行了进一步讨论。     

云弹药系统

随着云计算技术的蓬勃发展及在军事领域的广泛应用,使得大规模智能弹药协同作战成为可能。为了深化和扩展协同作战的内涵,从系统科学的角度出发,提出了云弹药系统的概念,基于协同学的相关理论对系统内涵进行了论述,并对系统的主要特征进行了机理分析和数学描述。给出了云弹药系统的主要功能,并对云弹药系统的发展趋势及亟需解决的问题进行了讨论。     

基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法

考虑工作在近场区的水中兵器声探测系统目标特性建模的需求,提出了一种基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法。本方法首先对目标物进行面元划分,使得每一个面元相对于换能器均工作在远场区,之后通过换能器的指向性确定目标物属于亮区的面元,最后应用亮点法对于每个面元的回波进行预测并叠加,最终获得水下近场目标物的回波信息。本文通过对椭球目标物进行建模,且模拟了其在侧弦90°入射和侧弦30°入射2种情况的回波,并与真实情况下回波信号进行对比,结果显示,采用该方法所建的模型在近场情况下可有效模拟回波的幅值、时延和脉宽等信息,并对于回波波形具有一定的模拟精度。     

Path planning method for controlling multi-UAVs to reach multi-waypoints simultaneously under the view of visual navigation

There is a high demand for unmanned aerial vehicle( UAV) flight stability when using vision as a detection method for navigation control. To meet such demand,a new path planning method for controlling multi-UAVs is studied to reach multi-waypoints simultaneously under the view of visual navigation technology. A model based on the stable-shortest pythagorean-hodograph( PH) curve is established,which could not only satisfy the demands of visual navigation and control law,but also be easy to compute. Based on the model,a planning algorithm to guide multi-UAVs to reach multiwaypoints at the same time without collisions is developed. The simulation results show that the paths have shorter distance and smaller curvature than traditional methods,which could help to avoid collisions.     

基于钛镁催化剂合成瓶用聚酯的动力学研究

为研究钛镁复合催化剂(TMPC)在瓶用高黏聚酯制备过程中的活性与耐水解性对合成聚酯性能的影响,通过测试聚酯合成过程中TMPC的水解特性,聚酯的数均分子量、乙醛含量、色相等指标,研究了不同催化体系的酯化、熔融缩聚和固相缩聚反应动力学。结果表明:TMPC催化剂耐水解,在酯化及缩聚过程均有明显的催化作用,在相同聚合条件下按用量推算相当于锑系催化剂活性的36倍,其缩聚时间比乙二醇锑(EGA)缩短60 min,酯化反应活化能均低于EGA与乙二醇钛(EGT)催化剂,固相缩聚速度与EGA接近,活化能略高于EGA;TMPC作为催化剂,经固相缩聚获得了数均分子量为25 734 g/mol的高黏聚酯,其色相与EGA催化聚酯相当,而乙醛含量低至0.59 μg/g,可作为催化瓶用高黏聚酯的绿色高效催化剂。     

新型磷化钨加氢精制催化剂的研究

以γ-Al₂O₃为载体,磷酸氢二铵和偏钨酸铵为原料,通过化学浸渍法制备系列磷化钨催化剂。以噻吩加氢脱硫反应为探针,考察浸渍顺序、WP负载量、焙烧温度和还原温度等因素对磷化钨催化剂加氢性能的影响。研究表明,WP负载质量分数为30％的WP-1催化剂具有较高的噻吩加氢脱硫活性, P的加入在一定程度上能够改善催化剂加氢活性。     

无人飞行器视觉导航半实物仿真系统

针对惯性导航系统(INS)和全球定位系统(GPS)构成的组合导航系统存在GPS信号丢失时INS测量值逐渐漂移直至发散的问题,设计并开发了一种无人飞行器视觉导航半实物仿真系统。该系统硬件部分由直线运动机构、云台摄像机、采集和控制设备、投影设备和电力供应设备等组成,软件部分由图形用户界面、数据采集模块、图像处理模块和运动控制模块组成,利用多线程技术,使各模块之间能够相互独立,并通过模拟飞行器的飞行动态进行了实验。实验结果表明:该系统真实反映了无人飞行器飞行过程中的动态特性以及姿态角等的变化,并且具备良好的用户显控界面,验证了该系统的有效性以及基于图像中地平线的姿态提取算法的可行性。