利用TM图像进行干旱荒漠带牧区土地资源调查

选用TM卫片作为调查基础资料,结合地形图和局部地区大比例尺航片,完成了甘肃河西地域三个牧业县的土地利用现状调查,为遥感技术在干旱荒漠地带牧区进行土地资源调查找出了效果好、经济的方法。     

Introducing autonomous aerial robots in industrial manufacturing

Although ground robots have been successfully used for many years in manufacturing, the capability of aerial robots to agilely navigate in the often sparse and static upper part of factories makes them suitable for performing tasks of interest in many industrial sectors. This paper presents the design, development, and validation of a fully autonomous aerial robotic system for manufacturing industries. It includes modules for accurate pose estimation without using a Global Navigation Satellite System (GNSS), autonomous navigation, radio-based localization, and obstacle avoidance, among others, providing a fully onboard solution capable of autonomously performing complex tasks in dynamic indoor environments in which all necessary sensors, electronics, and processing are on the robot. It was developed to fulfill two use cases relevant in many industries: light object logistics and missing tool search. The presented robotic system, functionalities, and use cases have been extensively validated with Technology Readiness Level 7 (TRL-7) in the Centro Bahía de Cádiz (CBC) Airbus D&S factory in fully working conditions.     

近程防御系统中多空中目标威胁度分析

研究近程防御系统,快速打击威胁目标的控制是整个系统的主要问题。针对敌方空中目标批次较多、运动状态复杂,而我方防御火力有限,对目标进行有效、精确拦截,需要对目标威胁度排序,依次进行打击。为了正确识别对整个目标过程,进行定性和定量的分析判断,提出了一种行之有效的灰色关联分析的变权威胁度分析方法;进行仿真,生成空中多组动态飞行目标,采用上述算法对空中目标有效识别,并对威胁度进行排序,进行打击。实验结果与专家评估后的结果完全一致,并能够准确而快速的在战场做出决策。     

中继协同无人机辅助的认知无线电网络安全通信

针对中继协同无人机（UAV）辅助的无线通信网络,提出一种基于认知无线电网络（CRN）的物理层安全通信方案。利用二次发射机协同解码转发中继向目的接收机发送机密消息,将UAV用作移动干扰器发送干扰噪声,以降低窃听者的解码能力。在不影响主用户通信的前提下,通过联合优化UAV的飞行轨迹和发射功率提高系统的平均保密率,采用基于连续凸逼近的算法求解近似凸规划的保密率最大化问题。仿真结果表明,相较于优化功率和优化轨迹这两种传统方案,该方案能够进一步提高CRN系统通信的安全性。     

适用于飞行自组网的闲置时隙预约TDMA协议

在飞行自组网中,固定时隙分配时分多址接入（TDMA）协议存在闲置时隙无法成功使用的问题。通过对TDMA协议引入闲置时隙预约机制,提出一种支持业务优先级传输机制的闲置时隙预约TDMA协议。采用短帧长的方式满足协同与控制业务的低时延传输需求,并利用闲置时隙预约机制允许节点使用闲置时隙传输感知业务,从而满足感知业务的高吞吐量传输性能要求。仿真结果表明,与CF-MAC和CTMAC协议相比,该协议能够在降低传输时延的同时,有效提高信道利用率和网络吞吐量。     

基于加速度补偿的无人机吊挂飞行抗摆控制

为了抑制四旋翼无人机（UAV）吊挂飞行中的载荷摆动,研究了一种新的基于加速度补偿的抗摆控制方法。首先,基于拉格朗日法建立了四旋翼UAV吊挂系统的非线性动态特性方程,并构建了能量函数来设计飞行控制系统,使四旋翼UAV跟踪参考轨迹;然后,利用吊挂载荷运动轨迹广义误差设计抗摆控制器,对四旋翼UAV进行加速度补偿以修正UAV的运动轨迹,进而抑制因四旋翼UAV快速运动造成的吊挂载荷摆动;最后,通过仿真对加速度补偿前后的UAV吊挂飞行控制效果进行对比分析。仿真结果表明,基于加速度补偿的飞行控制方法不仅能保证UAV吊挂飞行的平稳,而且能为飞行控制系统提供足够的稳定裕度。     

基于改进遗传算法的无人机路径规划

针对传统遗传算法收敛速度慢、容易陷入局部最优、规划路径不够平滑、代价高等问题,提出了一种基于改进遗传算法的无人机（UAV）路径规划方法,该算法对遗传算法的选择算子、交叉算子和变异算子进行改进,从而规划出平滑、可飞的路径。首先,建立适合UAV田间信息获取的环境模型,并考虑UAV的目标函数与约束条件以建立适合本场景的更为复杂、精确的数学模型;然后,提出了混合无重串选择算子、非对称映射交叉算子和启发式多次变异算子,寻找最优路径以及扩大种群搜索范围;最后,采用三次B样条曲线对规划出的路径进行平滑,得到平滑的飞行路径,并且减少了算法的计算时间。实验结果表明,与传统遗传算法相比,所提算法的代价值降低了68%,收敛迭代次数减少了67%;相较蚁群优化（ACO）算法,其代价值降低了55%,收敛迭代次数减少了58%。通过大量对比实验得出,当交叉率的值为（1/染色体长度）时,算法的收敛效果最好。在不同环境下进行算法性能测试,结果表明所提算法具有很好的环境适应性,适合于复杂环境下的路径规划。     

无人机航拍图像中裸露地表的识别

电力输电线路下方或附近的无覆盖物的裸露地表,是引起输电线路事故的主要隐患之一;从无人机电力巡检航拍图像中识别裸露地表可以预防类似事故的发生;由于Mask RCNN识别无人机电力巡检航拍图像中裸露地表的精度较低,提出一种图像特征融合的方法,即人工提取HOG和LBP两种不同的图像特征,经过不同权重的融合共同表征图像中裸露地表区域的特征,再对SVM进行训练并用于识别;实验结果表明,采用该方法识别率可以达到80％以上,识别时间少于60 ms;HOG和LBP两种特征在进行融合时,当两种特征的数量级相当时,得到的识别率最高;可见,该方法在具有较高识别率的同时,具有比较好的实时性,适合于无人机机载平台对航拍图像的初筛,且训练时间较少,权重参数规模小,为无人机航拍图像中目标物的识别提供一种新思路.     

航空材料的两种激光表面处理技术

针对航空材料的表面强化问题,分析了激光表面处理技术在航空材料上应用的发展现状.论述了两种类型激光表面处理技术的基本原理和国内外研究现状.分析了激光表面处理技术在航空材料上应用的发展方向.     

用于UAV视觉导航的跑道检测与跟踪

跑道检测与跟踪是UAV视觉导航研究的重点内容.针对UAV着陆过程中跑道变化情况,提出一种新的方法,利用单目视觉信息,基于距离跑道的远近不同采用不同的策略实现跑道检测与跟踪,帮助UAV自主降落在安全区域.当距离较远时,利用地平线检测和模板匹配的方法对跑道进行定位;结合模板更新策略实现跑道跟踪;当距离较近时,在融合远距离跑道方位信息的基础上利用改进型Canny算子和Hough变换对跑道边缘进行更精确的描述.实验结果表明,利用该方法可以有效地对跑道进行检测和跟踪,并且具有较快的处理速度.