多无人机完全分布式有限时间编队控制

针对分布式通信网络,研究多无人机完全分布式编队生成和保持控制问题.基于滑模和自适应方法设计自适应耦合增益,进而结合与邻居无人机之间的相对状态设计一种新的有限时间编队控制器.该算法去掉了传统编队控制器依赖通信网络范围和拓扑及Leader无人机状态等全局信息的限制,基于Lyapunov理论证明无人机编队误差在有限时间可以收敛到边界可调的邻域内.对三维运动的多无人机编队进行仿真验证,结果显示,所设计的编队控制算法可以实现多无人机有限时间完全分布式编队生成和保持.     

基于分布式一致性的无人机编队控制方法

多无人机系统中,系统状态的一致性是实现多无人机协同控制的基础,针对多无人机中存在的三维空间编队控制问题,提出一种分布式一致性的无人机编队协同控制方法。在主机-从机组成的多无人机系统的基础上,引入分布式结构,设计无人机控制系统模型并建立无人机编队协同机制。根据协同机制设计基于一致性算法的协同编队控制器、基于匈牙利算法的任务分配策略以及避障策略。分别在简易模拟器和基于ROS-Gazebo的实景模拟器中仿真验证了协同控制方法的有效性。结果表明：无人机群能够有效地完成协同编队任务,并且可以通过调整层次结构进行有效编队重构。     

基于群集行为的分布式多无人机编队动态避障控制

针对无人机编队保持和动态障碍物规避控制问题,本文提出了一种新的基于群集行为的分布式多无人机编队控制和避障控制算法.首先考虑了由机间气流等因素带来的干扰,基于吸引/排斥势场和一致性方法,设计了分布式无人机编队的队形保持控制算法,对编队内无人机之间的距离进行控制.进一步考虑外部移动障碍对无人机编队的影响,引入了排斥势场产生...     

基于事件触发的多智能体分布式编队控制

研究具有有向通信拓扑的多智能体分布式编队事件触发控制问题,被控对象采用两轮差速轮式机器人.首先,建立轮式机器人运动学模型,并利用动态反馈线性化方法将模型转化为线性双积分器模型.其次,根据通信拓扑关系设计分布式编队控制器.然后,基于李雅普诺夫稳定性定理,在满足稳定性的前提下设计事件触发器,从而实现分布式编队事件触发控制,...     

分布式多无人机编队控制系统仿真

研究一种能够控制多无人机编队的分布式控制方法,采用无人机的动态方程转化为跟随机和领航机间相对运动信号与希望的相对运动信号间的误差模型,然后设计了前馈控制器以使误差模型的平衡点位于坐标原点,最后采用反推法设计了反馈控制器以镇定坐标原点的平衡点。上述方法将领航机的信息视为外部系统产生的信号,为前馈控制器部分设计了内部模型以补偿这些外部信号的作用。同时还设计了能够估计所有误差信号的状态观测器以实现需要全部误差信息的反馈控制器。算例仿真表明了应用编队控制律,各无人机能够较快地形成希望的队列,并按希望队形稳定飞行,验证了前馈加反馈的编队控制方法的有效性。     

变结构三阶一致性无人机编队控制

对多无人机的编队飞行控制问题进行了研究,解决了多无人机编队构成并稳定飞行和编队内某无人机失事情况下其它无人机仍保持队形稳定飞行的问题.首先,基于图论设计编队通讯网络.其次,基于三阶一致性理论设计编队控制器,通过积分得到每架无人机的目标位置和速度.在编队内无人机失事情况下,设计变结构通讯网络,并给出编队通讯结构变化规则....     

有向切换通信拓扑下多无人机分布式编队控制

本文对多无人机分布式时变编队控制问题进行了研究. 无人机之间的通信拓扑假定是有向和切换的. 基于 自身状态与邻居状态的相对局部信息构建了分布式编队控制器. 通过引入一个恰当的编队误差向量, 将有向切换 通信拓扑下的多无人机编队问题转化为一个切换系统的镇定问题. 基于Lyapunov稳定性分析方法得到了达成编队 的充分性条件. 仿真实验结果验证了结论的有效性.     

基于分布式模型预测控制的无人机编队控制

针对多四旋翼无人机编队在巡航飞行过程中队形形成和保持问题,采用分布式模型预测控制方法将该问题转化为在线滚动优化问题.建立线性时不变的编队运动模型,进而在考虑状态和输入约束,不考虑时延、外界干扰、噪声的情况下,利用领航跟随策略设计一种分布式模型预测控制器,通过引入自身和邻居的假设状态轨迹设计代价函数.其中邻居信息的交互是在有向、时不变通信拓扑结构下进行的.基于该控制器,无人机能够在跟踪目标轨迹的同时,快速形成预先设定的队形并保持队形飞行.通过引入终端等式约束保证系统稳定,进而将目标函数作为Lyapunov函数,给出编队系统渐近稳定的充分条件.最后,利用6架无人机仿真验证控制算法的有效性和优越性.     

无人机平台下的行人与车辆目标实时检测

在无人机图像中快速准确地检测行人和车辆是一项有意义但又极具挑战的任务,其广泛应用于军事侦察、交通管制以及偏远地区救援等任务中.然而,由于无人机属于小型移动设备,其内存和计算能力非常有限,使得如何保证其检测实时性一直是难题.针对SSD算法模型过大、运行内存占用量过高、很难在无人机设备上运行的问题,精心设计了轻量级的基准网...     

无人机遥感影像镶嵌技术综述

无人机影像镶嵌是低空遥感数据处理系统中的一个重要内容,其目的是将序列无人机影像拼接成一幅具有地理坐标的影像。为了使该领域的研究人员对当前无人机影像镶嵌方法有较全面的了解,对各种无人机影像镶嵌方法进行了综述。多项式法、卡尔曼滤波法、基于SfM点云匹配和传统空中三角测量法均需要地面控制点,而对偶四元数POS辅助空中三角测量方法无需或者只需少量地面控制点,将在无人机影像镶嵌领域有较为广阔的应用前景。     

基于LGMD的无人机避障方法研究

为提高无人机避障的灵活性和可靠性，提出了一种基于LGMD（Lobula Giant Movement Detector）的无人机避障方法，通过将视场分割为上、下、左、右4个方位，形成4个方位竞争的LGMD（C-LGMD），并利用Matlab软件进行算法实现和视频仿真分析，最后将算法移植到无人机硬件系统，开展悬停测试和实时飞行实验研究。由视频仿真分析和悬停测试结果表明，该算法能有效分辨来自不同方位的障碍物，具有较好的避障性能和鲁棒性；在实时飞行测试中，无人机在室内环境中可实现三维空间有效避障，验证了该算法的可靠性。研究结果为进一步探索无人机高效、可靠避障提供参考依据。     

一种用于无人机着陆的地平线提取算法

针对着陆场不同天地场景中的地平线提取问题,结合Ostu方法与Hough变换,提出一种用于无人机着陆的地平线分步提取算法。在确定初始地平线的基础上,对其做粗化处理,得到目标地平线所在子图像域,在子图像域中完成最终目标的地平线提取。实验结果表明,该算法能准确有效地提取不同天地场景中的地平线。     

基于Matlab／Simulink的无人机飞行仿真研究

该文以某小型无人机为研究对象,基于其数学模型,在Matlab／Simulink环境下并结合Stateflow的有限状态机实现了对该无人机飞行过程的仿真模拟。首先利用Matlab／Simulink,对小型无人机搭建了非线性数学模型,对其飞行控制律进行了研究;然后利用Stateflow模拟了无人机的飞行管理器,实现无人机多模态之间的转换;最后对无人机的控制规律进行了验证。其结果表明了该控制规律的合理性和有效性。     

无人机目标检测量子多模式识别优化算法

研究了现阶段无人机雷达探测技术的难点与方法,分析了量子多模式识别网络模型与算法,根据Grover算法优化理论,提出了基于相位旋转的量子多模式识别算法(PRQMPRA).优化算法避免了在带冗余项的量子多模式识别算法(RQMPRA)中两个相位旋转均为π会导致搜索成功概率降低的缺陷.利用三种数据集对误差反向传播算法(EBPA...     

基于改进概率地图的无人机实时避障研究

基于空间点采样的概率地图方法能够很好地表示出自由空间的连通性,该方法已在路径规划领域得到了成功的应用。但是,由于在由已得到的采样点基础上构造连通图时,需要检查图的边是否与障碍物发生碰撞,即进行相交检验,限制了概率地图的构造速度,难以满足在实际应用中的实时性要求。针对无人机路径规划问题,以等高线地图作为任务空间,提出了一种新的采样模型,在该模型框架下,依据适当的规则构造临近点集,便可以避免相交检验,提高了路径规划速度。     

自卫干扰对无人机敏感性的影响研究

研究了单架无人机在突防地空导弹系统的过程中,自卫干扰对无人机敏感性的影响,分析了自卫干扰在敏感性各个环节的作用,仿真分析了平均干扰功率对无人机最小暴露半径、被探测到的概率、脱靶距离及被击中概率的影响。仿真结果表明,使用自卫干扰技术能有效地降低无人机的敏感性,从而提高其作战生存力。研究结果可为无人机敏感性评估、生存力增强措施的研究及雷达探测系统的效能评估提供一定的依据。     

无人机三维航路动态规划及导引控制研究

为研究无人机三维航路动态规划,提出了一种工程实用性强的A*三维航路优化算法,将无人机的机动性能、飞行航程、飞行高度等约束条件有效分割到解空间。为了加快搜索速度,引入启发式权重系数对搜索策略进行改进,利用加权值自适应方法对算法的评价函数进行设计,提高航迹点搜索效率,并设计了导引控制律,基于优化算法获取的航路,能够使无人机很好地跟随规划的最优路径,同时生成的期望控制指令充分考虑了无人机本身的机动性能以及实时性要求,解决了航迹规划与航迹跟踪之间的问题,最后进行了仿真验证,结果表明,该方法是可行和有效的,有着较高的优化效率;易于实现,工程实用性强。