无人机视觉自主着陆仿真系统

计算机视觉导航技术具有精度高、不受电子干扰,成本低等特点,被誉为未来无人机自主着陆的必备手段之一。作为新一代着陆技术手段,视觉自主着陆技术需要进行大量的算法研究和飞行试验,因此有必要建立一个在实验室环境来验证所提方案的可行性。本文将虚拟现实、 可视化技术与计算视觉导航算法紧密结合起来,开发了一种无人机视觉自主着陆仿真验证系统, 构建场景模块,能够在复杂三维地形、不同气象条件下对无人机视觉自主着陆算法进行仿真验证, 实时计算和输出无人机着陆所需位置姿态参数。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,验证了视觉自主着陆算法的可行性。     

基于视觉的无人机自动着陆定位算法

本文提出了一种基于HSV直方图、椭圆拟合和多边形拟合的着陆目标提取和位姿估计的算法,提出了一种特定颜色、特定形状的新型地标。充分应用颜色信息和几何信息,消除了特征点检测出现错误匹配的情况,对光照及目标模型旋转均有一定鲁棒性,有效提高了目标检测的速度和准确度。本文通过坐标变换以及椭圆的基本特征,将位姿估计转化为一个一元十二次方程的求解问题,并对坐标转换进行简化处理,提高位姿估计的处理速度。最后通过实拍测试,证明本文的方法可靠、目标可识别及降落位置准确。     

无人机着陆引导技术

无人机着陆引导在现代无人机中的作用越来越重要。介绍了国内外无人机着陆引导系统的现状,事故数据证明着陆引导在无人机起飞/降落的重要性。提出了差分导航和局域导航的无人机着陆引导方案,以及差分导航和局域导航的组合引导方案,给出了局域导航着陆引导精度的仿真分析,表明在给定的测量精度下,能满足无人机着陆引导的要求。分析了多种着陆引导技术的优缺点。无人机着陆引导技术的研究和开发,有着广泛的应用前景。     

多旋翼无人机的嵌入式自主飞行控制系统设计的研究

本文在分析研究中,以多旋翼无人机作为研究对象,按照多旋翼无人机所在实际操作过程中所具有的特征,对于嵌入式自主飞行控制系统进行设计研究,让多种类别多旋翼无人机在实际飞行过程中,能够被嵌入式自主飞行控制系统所管理.     

基于图像匹配的无人机自主返航技术

文中基于无人机机载的视觉信息,在GPS信号不可靠的环境下实现自主返航的功能。利用无人机底部垂直向下的摄像头,对图像计算光流可以较精确地获得无人机的速度信息。在去程中,无人机每隔一定距离记录一次位移信息与向前摄像头图像的关键帧;在回程时,无人机先根据位移信息到达关键帧图像附近,然后比较当前图像与目标关键帧纠正误差,对下一帧重复这两歩直到回到起点。仿真实验证明文中所述方法能较好地实现定点悬停和自主返航的功能。     

无人机着陆技术研究

无人机着陆引导在现代无人机中的作用越来越重要。本文介绍了国内外无人机的回收方式,分析了多种着陆引导技术的优缺点,在此基础上,对于未来无人机着陆引导技术进行了展望。     

基于多点约束的微小型无人机自主定位技术

在复杂环境下,卫星导航信号容易受到干扰,导致无人机卫星定位失效。提出了一种基于多点约束的微小型无人机自主定位技术,通过机载光电测量平台对多个地面目标点进行观测,根据地面目标点、像点和摄像机光心三点共线的几何关系建立无人机自主定位数学模型,并结合最小二乘估计求解无人机自身空间位置。通过实验验证该方法的可行性与鲁棒性,实验结果表明该方法能够在误差允许的范围内获取无人机位置信息,可一定程度上丰富无人机自主定位理论。     

基于联合精密进近着陆系统(JPALS)技术研究

本文介绍由美国国防部(DOD)立项,能够满足未来支持作战的精密进近与着陆系统的联合精密进近与着陆系统(JPALS),分析了该系统在国外的发展概况。     

无人机自主降落过程视觉定位方法研究

为了充分利用连续视觉图像中3维空间信息, 解决无人机自主降落过程中的定位问题, 在稠密3维点云法和光流法定位原理的基础上, 提出了基于同物不同时图像像空间的定位方法。以理论推算、图形注释等方式, 通过求解单个像素点和整个图像移动变化情况, 将连续帧图像的形变、量变信息分解为无人机和参照物的空间相对运动信息, 并结合已知的参照物运动参量, 推算了无人机飞行位姿信息, 完成了无人机基于光学视觉图像的空间定位方法研究。结果表明, 该研究为视觉系统在无人机降落回收过程中独立实现空间定位提供了一定的借鉴和参考。     

固定翼无人机自主着陆引导技术发展综述

随着无人机的广泛使用,自主着陆引导技术成为研究热点。介绍了三种具备自主着陆引导能力的着陆系统:联合精密进近着陆系统、微波着陆系统和毫米波二次雷达着陆系统,分别分析了这三种着陆系统的技术体制、性能特点以及目前的发展状况,并将这三种着陆系统的性能和优缺点进行了对比分析,最后总结了自主着陆引导技术的发展趋势,为我国自主着陆引导技术的研究提供参考。     

船舶海上超视距无线自定位技术研究

针对卫星拒止环境下,海上船舶及其编队对导航定位性能的最低保障需求,开展了一系列研究。首先分析了线阵综合测角的基本理论,用遗传算法对线阵进行了综合仿真,用谱估计对线阵测角进行了研究;其次对圆阵综合测角进行了理论分析,对圆阵、圆柱阵进行了综合计算和谱估计测角仿真,分析了不同阵元数、信噪比等情况下的测向夹角情况,并对多信号同时测角情况进行了仿真;最后阐述了夹角定位的基本思想,提出了船舶传感器构阵测角的可能形式,并对定位数据进行了分析及滤波优化。研究结果表明,相关技术对船舶海上导航定位有积极的参考意义。     

旋翼无人机自主降落于运动无人艇的控制研究

无人机与无人艇组成空水作业系统,可以大幅度提高系统完成作业的能力和效率,因此对旋翼无人机在运动无人艇上自主降落控制进行了研究.无人机基于通信获取的无人艇的运动信息和自身的GPS信息,配合视觉算法对降落标识进行识别和定位的计算结果信息实现对无人艇的位置跟踪.无人机根据获取的无人艇的姿态信息进行姿态跟踪后保持对无人艇的位置...     

基于差分卫导的着陆/着舰引导技术研究

飞机着陆/着舰是关系平台安全的关键阶段,基于差分卫道引导技术具有全球全天候高精度等特点,将为其起降提供有效保障。本文回顾了国外着陆/着舰引导技术发展历程,分析了着陆/着舰引导应用需求差异,提出了采用差分卫导技术实现着陆/着舰引导的设计需求及设计难点。     

基于多Agent的无人机自主飞行控制系统研究

提出一种分层递阶多Agent控制结构,在此控制结构的基础上设计出一种无人机自主飞行控制系统。重点对系统中的任务规划Agent和姿态控制Agent进行研究,分别实现了对任务规划Agent的结构建模和姿态控制Agent的内部控制律设计,最后在JADE平台上仿真实现了无人机的姿态角控制。实验结果表明,在多Agent系统与先进控制方法交叉、融合的基础上,设计出的自主飞行控制系统具有很好的控制效果和很高的智能能力,非常适合无人机自主飞行控制设计。     

基于无人机定位搜索系统的研究

无人机具备无人员驾驶的优点,对野外搜救提供了有利条件。该文利用无线通信技术．配合无人机飞行平台,提出了无人机定位搜索系统的概念。搜索系统通过低功耗处理器MSP430F149和短距离无线传输芯片nRF905构建机载探测器和救援信标机的硬件平台,并通过制定搜索系统的无线通信协议．为快速地搜索地理位置信息并提供给管理部门提供了可能。     

无人机在运动舰船上着舰视觉导引技术研究

为实现舰载无人机在做六自由度运动的航母上全天候着舰,提出了舰船运动模型下基于红外合作目标的无人机着舰视觉引导方法。首先设计了一种新型的合作目标;采用形态学算法提取合作目标,根据其位置特点进行物像点匹配,并采用N点算法求解机舰相对位姿;分析了舰船运动简化模型,并基于此模型提出了一种利用卡尔曼滤波提高导航精度的新方法,最后在VegaPrime中对该导航方法进行了仿真验证,仿真结果表明,该方法能够满足无人机着舰要求。