基于单目SLAM的无人机视觉导航研究综述

随着近几年无人机应用越来越广泛,传统的GPS/INS组合导航系统存在很多局限性,视觉导航具有信息量大且精确、协同干扰小和实时性强的优点,迅速成为研究的热点。SLAM自提出以来在地面机器人应用上取得了重大成果,如何将其应用于无人机一直以来是研究的热点。介绍了视觉SLAM的基本步骤和一些关键技术,并分析了要应用于无人机所面临的实时性和鲁棒性方面的难点,提出了视觉SLAM的组合导航、基于深度学习、构建语义地图和缓解特征依赖等研究发展方向。     

多旋翼无人机单目V-SLAM研究综述

视觉同时定位与地图构建(V-SLAM)方法是保证多旋翼无人机在环境先验信息未知情况下正常工作的有效途径,对于多旋翼无人机的定位、导航和路径规划等具有重要意义。针对多旋翼无人机V-SLAM方法的国内外最新研究成果进行综述。首先,在简述V-SLAM分类及发展历程的基础上,综述了国内外具有代表性的基于滤波、基于优化、基于直接法及融合IMU数据的单目V-SLAM系统核心思想及特点;然后,分析了单目V-SLAM系统应用于多旋翼无人机的可行性,介绍了国内外若干从事多旋翼无人机单目V-SLAM研究的团队及其主要研究成果;最后,讨论了近年来V-SLAM的研究热点和发展趋势。     

视觉技术在无人机领域的应用

无人机的视觉技术具有距离把控精度高、特征识别准确、价格低等优势,因此其应用也越来越广泛。其在无人机视觉导航、无人机自主着陆、无人机协同目标跟踪这三个领域发挥着重要作用。通过介绍无人机视觉技术在这三个领域的应用原理以及目前这些领域的研究现状,描述了加入无人机视觉技术的新型组合导航系统,对原有系统在测距精准度和特征识别准确度上的提升。全面深入研究了目前无人机视觉技术前沿领域的应用,总结归纳了未来无人机视觉技术的发展趋势。     

无人机自主着陆过程中的视觉导航技术分析

为解决目前国内外无人机难以实现自动着陆的问题,对无人机着陆过程中的视觉导航技术进行研究.介绍了飞行器的降落等级和着陆阶段,分别对无人机着陆过程中的图像处理技术和位姿估计问题进行分析,重点研究着陆过程中的图像特征提取技术和位姿估计的迭代算法.研究结果表明:将视觉导航与其他导航方式相结合,发展鲁棒性好、精度高、实时性好的组合导航位姿估计融合算法将是未来视觉导航的发展重点.     

单目机器视觉导引的无人机自动着舰方案设计与仿真

介绍舰载无人机的发展现状和机器视觉的概念及其导引原理。提出了一种基于单目机器视觉导引的无人机自动着舰方案。在考虑舰艇摇摆的情况下,对无人机自动着舰过程进行了仿真。     

飞行器超低空飞行制导控制技术发展研究

针对超低空飞行问题,阐述了有人机、无人机、导弹相关领域技术发展及应用情况。围绕基于数字高程图的超低空飞行制导控制技术、基于单目视觉的障碍物探测及深度估计技术、飞行器视觉辅助超低空飞行技术三个方面,分析了相关算法研究进展。最后结合相关领域研究工作认识,总结了飞行器超低空飞行技术后续研究重点,对提高未来飞行器突防能力具有一定参考意义。     

基于碰撞圆锥的无人机SLAM避障技术研究

为解决无人机在同时定位与地图创建时的障碍规避问题,采用基于碰撞圆锥的避障策略,通过建立一个碰撞圆锥,判断无人机避障的时机,以无人机的两维运动模型为例,对该算法进行仿真验证。结果表明,该算法不仅完成了无人机SLAM的功能,估计出无人机和障碍物中心的位置,而且达到了较好的避障效果。     

欧洲EADS公司继续关注无人机避障技术

2012年2月29日，欧洲EADS公司下属的卡塞蒂安公司宣布将在2012年继续关注无人机传感避障技术。无人机传感避障技术是卡塞蒂安公司无人机路线图中的关键组成部分，这一路线图将重点关注三个领域的自主功能：基本飞行、任务规划及执行和集成到开放空域，其中，无人机传感规避技术属于第三类功能。     

特征匹配算法鲁棒性与速度的对比分析

特征匹配算法是近年来计算机视觉领域的研究热点。在宽基线匹配、特定目标识别、目标类别识别、图像及视频检索、机器人导航、场景分类、纹理识别和数据挖掘等多个领域,特征匹配算法得到了广泛的应用。为总结特征匹配算法目前存在的问题及指出可能的发展方向,对比分析了当前使用广泛的特征匹配算法的鲁棒性与速度。综述了尺度不变特征匹配算法(SIFT)、快速稳健特征匹配算法(SURF)、二进制稳健尺度不变性特征匹配算法(BRISK)、定向的基于加速段检测子与旋转的二进制稳健独立基本特征匹配算法(ORB)、风式特征匹配算法(KAZE),以及快速风式特征匹配算法(Accelerated-KAZE),分析了算子鲁棒性与速度的影响因素。基于检测子与描述子,利用Mikolajczyk 05标准测试图集与无人机遥感影像测定并分析了复现率、查全率与错误率曲线以及耗时和正确匹配率。实验结果表明,Accelerated-KAZE算法的综合性能较强。     

多无人机协同目标跟踪闭环最优控制方法

针对目前多机协同目标跟踪方法缺乏实时性和最优性等问题,提出了一种由趋近和盘旋两阶段组成的多无人机协同目标跟踪闭环最优控制方法。当距离目标远时自适应调节无人机方位角优先且尽快趋近目标;而当距离近时则自适应调节无人机方位角优先且尽快实现最优观测视线夹角。仿真结果证明了:在靠近和盘旋阶段均确保了最优性观测条件,且具有较好的实时性和最优性。     

目标检测网络在无人机视觉定位的应用

针对当前无人机视觉定位准确性和稳定性的难题,对目标检测网络在无人机视觉定位的应用进行分析。 依据无人机视觉定位的特点和目标检测网络的优势,以特征分层提取作为主体设计思路,通过修改SSD 网络结构, 设计损失函数、更改候选框筛选规则、合并归一化网络,提出一种将改进SSD 网络引入无人机视觉定位的算法,得 到无人机的位置信息,并验证了算法的可行性。实验结果表明：该网络能满足无人机视觉定位的要求,有一定的理 论及实用参考价值。     

Pixhawk开源飞控项目概述及其航空应用展望

随着近几年无人机的快速发展,Pixhawk开源飞控项目引起广泛关注。该项目被大量应用于各类微小型无人机飞行控制以及智能避障、机器视觉等人工智能技术中。主要围绕Pixhawk项目的由来及相关软硬件技术特点进行了探讨。从软件框架、通讯机制、MAVLink协议、Nutt X实时操作系统以及控制策略五个方面展开了讨论,并对Pixhawk开源飞控在飞行器气动弹性和气动布局验证等航空应用研究上进行了初步展望。     

2020年国外先进军用无人机技术发展综述

美国等军事强国在顶层战略、作战概念和关键技术等方面不断推动有人-无人协同作战和无人机自主作战向前发展.预测了未来空中作战的发展趋势,指出通过人工智能技术,无人机与有人机协同作战或独立自主作战将成为军事航空领域的重点发展方向.分别从无人机蜂群、无人僚机、货运无人机、微小型无人机和临近空间太阳能无人机等技术领域,详细梳理了...     

网络环境下的基于Agent的多架无人机的任务规划系统

针对无人机作战环境的复杂性,考虑到无人机作战系统的多任务、高实时性、协调性等特点,提出了在网络环境下基于Agent的任务规划思想,通过分析无人机特有的高实时性要求,给出了分布实时多Agent的无人机作战任务处理系统的结构,利用了Agent的自主性和协同性,实现多架无人机协同作战的要求.     

基于双目视觉的UUV避障半实物仿真系统

由于无人水下航行器（UUV）避障研究的实物海洋试验成本高且风险较大,故针对在试验室进行UUV自主避障规划的需求,利用双目视觉展开了UUV避障半实物仿真试验系统的设计研究,包括多自由度运动台架模拟UUV的运动,双目摄像机代替前视声纳作为避障传感器。阐述了实物双目视觉子系统的关键技术和UUV模型子系统的软件实现方法,以及系统的体系结构、数据交换方法,并进行了基于规则的避障仿真联调试验,结果表明,该系统结构简单,试验实施便利,可作为演示、验证和评估避障路径规划正确性和有效性的实用手段。     

基于国产嵌入式智能计算平台的无人机检测方法

面向陆地战场上对反无人机侦察的现实需求,提出一种基于国产嵌入式智能计算平台的无人机检测方法。针对无人机体型小、易受战场环境影响而不易察觉的难题,采用红外、可见光图像和视频流等多源输入进行目标检测;针对嵌入式平台算力和存储能力有限的特性,构建轻量化深度神经网络,通过将单次多盒检测器(SSD)中的特征提取网络替换为MobileNet进行模型优化;选用国产嵌入式平台比特大陆SE5智能计算盒进行验证,完成模型转换和移植。实验结果表明：所提基于轻量化深度神经网络MobileNet-SSD的无人机检测方法在国产嵌入式智能计算平台上能够准确判断出目标的类别,且平均识别精度和帧率与在开发环境中运行差距不大。充分表明所提方法在国产嵌入式智能计算平台上进行移植后,能够在速度和精度方面满足应用环境对无人机检测算法实时性与准确性的要求。     

超燃冲压发动机模型热结构变形量非接触测量研究

超燃冲压发动机热结构试验要求测量发动机特征长度在试验中的变化。针对超燃冲压发动机热结构试验特点,利用单目视觉方法对超燃冲压发动机模型在电弧加热直连式试验中的结构变形量进行了测量研究,结果表明,针对表面基本为平面的发动机结构,利用单目视觉方法可以有效测量其特征长度的变形量,测量结果与通过测量发动机温度的计算结果具有一致性。     

小型攻击无人机的电视导引攻击技术

电视导引攻击是目前国际上导航与制导领域的一项热门技术,尤其是近些年,各国纷纷尝试把电视导引技术应用到大中小型攻击无人机上。介绍了电视导引的基本原理,并重点介绍了电视导引技术在小型攻击无人机上的具体应用,同时指出了其优点及存在的不足。     

公共安全智能监控平台关键技术

为构建安全可靠的公共安全智能监控平台,从认证、跟踪、识别3个方面对其进行研究.应用人脸活体检测、指静脉识别、长期行人跟踪、人体行为分析、遗留物检测等方法,并采用分布式系统架构构建公共安全智能监控平台.应用结果表明:该应用能提升公共场所背景下身份认证,智能视频监控目标跟踪与行为分析,遗留物检测的鲁棒性、准确性和实时性.     

综合评价技术在无人机发射装置方案设计中的应用

无人机是目前各国竞相发展的高技术兵器之一,无人机的发射方式主要有液压/气动弹射、火箭助推、箱式发射等多种类型.综合评价技术是通过一定的数学模型将多个评价指标合成一个总体,进而对不同方案进行评判的技术.目前,在无人机发射领域很少见到综合评价技术的应用.分析了无人机发射装置方案设计的评价原则,采用层次分析法(AHP)和特征值法相结合的方法构建了一种无人机发射装置方案评价模型,并给出了一个工程算例.