小型无人机地面监控系统的设计与实现

地面监控系统是整个小型无人机系统的重要组成部分。在Windows平台下,以VC＋＋6.0作为开发工具,嵌入Mapx控件,设计了一套地面监控系统,实现了飞行参数实时获取与显示、飞行位置实时更新和航向控制、电子地图操作、航线规划与航迹显示、数据存储与分析等功能。飞行实验表明,该软件运行可靠稳定,可以有效地对无人机进行监控,具有一定的实用性和推广价值。     

某型无人机地面站导航台的设计与实现

为了给地面站操纵人员提供无人机当前所处的位置及飞行参数信息,对无人机进行导航,使无人机能够安全稳定地飞行,文章参考人机界面开发原则设计实现了无人机地面站导航台;导航台以LabWindows/CVI为软件基础开发平台并采用MapX组件技术,实现了无人机航迹规划、飞行位置实时跟踪及飞行航迹显示等功能;经半实物仿真实验测试,结果表明导航台的设计达到了系统功能要求,能够高效、正确地完成各项导航任务。     

导航电子地图的发展趋势

导航电子地图的应用近年来随着汽车产业的蓬勃发展和人们生活半径的日益扩大,越来越受到普遍的重视。无论是汽车导航设备还是互联网地图搜索引擎,离开了导航电子地图几乎是一无所用。目前从应用而言,一般分作地图显示、POI检索、路径规划、行进引导及实时交通状况的了解与应对这五大功能,满足这5大功能的导航电子地图要素,我们称之为核心导航要素。     

基于QT/Embedded与Mitab库的嵌入式电子地图

针对当前电子地图地理位置信息在嵌入式导航终端上显示精度不高的问题,设计一种基于QT/Embedded与Mitab库的嵌入式GIS导航电子地图系统。该系统使用Qt作为图形用户界面,以MIF格式的电子地图作为数据源,通过Mitab库读取矢量电子地图几何数据和属性数据,然后对地图数据进行坐标转换算法处理,最终将电子地图准确清晰地显示到LCD屏幕上。在嵌入式Linux平台下实验结果表明,该地图具有缩放、漫游等功能,实现了嵌入式GIS地图更准确的可视化。该系统比较适合应用于旅游景点导航、城市路径规划,车辆导航等领域。     

全电压等级无人机高空巡检自主导航线路切换技术研究

针对无人机巡检电压等级较高的输电线路时,可能会因杆塔整体结构过于复杂导致导航线路混乱无法有效完成巡检工作的问题,研究全电压等级无人机高空巡检自主导航线路切换技术。将无人机导航线路规划问题转换为蚁群确定最优或次优路径问题,利用信息素挥发因子动态自适应调整规则,改善蚁群算法易出现局部最优以及较慢收敛的情况,完成导航线路规划。基于规划结果,采用自抗扰控制算法,设计包含微分器、扰动估计补偿等设备的自抗扰控制器,通过控制器调整航向角方向,实现导航线路切换控制。实验结果表明,所研究技术能够通过不同航向角度切换,完成输电线路高空巡检目的,且航线规划效率满足无人机高空巡检自主导航线路切换的实时性要求。     

基于MapX开发的无人机导航系统

使用MapX在无人机导航系统中添加能够处理矢量地图数据的地理信息模块,可以显著地提升系统的性能;文章对如何在矢量地图下进行无人机导航与任务规划进行了研究,完成对地理信息系统中矢量地图的基本控制和操作,并在地理信息图上进行航线的设定与修改;另外,针对二维矢量地图无法对无人机进行三维空间定位的问题,文章通过在无人机导航系统中添加高度位置显示模块,用二维平面地图与高度图相结合的方式来实现对无人机位置的三维定位;通过在无人机仿真实验系统中的使用,证明了该系统能高效、直观地对无人机飞行进行监视与控制。     

优秀导航电子地图这样打造

不实用、盗版的导航地图会毁掉整个导航产业；导航电子地图“好不好”比“有没有”更重要：精准详尽的导航电子地图数据是卫星导航产业发展的基石。如果自己不生产数据,那么选择合法、优秀的导航电子地图数据制造商至关重要。     

无人机机载雷达作业的航线控制优化研究

对无人机机载雷达作业的航线控制优化方案进行了研究，以山地多旋翼无人机作业航线的精准控制方法为例，设计了山地无人机作业整体流程。首先，设计了由测绘环节、三维航线生成模块、及山地航线控制环节组成的山地无人机作业整体流程；然后对关键环节即山地航线控制进行研究与设计，其中，基于拓展卡尔曼滤波高度融合位置估计采用RTK定位技术来获取无人机的GPS坐标数据，然后通过数据融合实现无人机位置估计；实时山地航线控制主要由内环模糊自整定PID参数控制器来实现对山地无人机作业的航线控制；最后，分别对关键环节的方法以及整体山地无人机作业航线机控制精度进行测试。测试结果表明：设计了高度位置估计与实时山地航线位置控制方法能够满足优化的需要，且上升航点与下降航点的平均误差相比于传统PID控制器产生的误差分别降低了0.6 m与0.2 m以上，大大提高了山地无人机作业航线的精准度。     

地图你升了没?

什么是真正实用的导航电子地图?真正实用的导航电子地图必须具备两个要素,第一是详尽性,导航电子地图必须能够描述区域内每一条道路和足够多的信息点,因为不够详尽的导航电子地图无法提供准确有效的导航功能,因而也就失去了实用的价值;第二是时效性,导航电子地图必须能够及时反映道路设施的变化,中国各地交通建设日新月异,如果导航电子地图不能与时俱进及时更新,它的实用价值很快就会降低。在本刊上期所做的一份问卷调查中,很多消费者还有经销商都对导航电子地图的心存顾虑。因为导航电子地图的不完善,在一定程度上阻碍了中国车载导航产业的…     

基于Qt的小型无人机地面站软件设计与实现

介绍小型无人机地面控制系统的架构和主要功能,着重讨论Qt环境下使用第三方串口通信类、Qwt虚拟仪表、Google离线地图、SQLite数据库,以实现无人机地面站控制软件的通信链路、飞行数据显示、电子地图、飞行数据的存储等功能。实验表明,该系统能够基本实现预期的功能。     

基于Android技术的北斗／GPS车载导航系统设计

针对目前车载导航终端价格昂贵及GPS定位精确度的问题,设计了一种基于Android技术的北斗／GPS双模式定位车载导航终端。该终端通过对北斗和GPS信号的实时采集,将处理后的信息结合百度电子地图在触摸屏上实时直观显示用户当前位置,导航应用程序实现了周边及路线查询、地图切换、一键回家等功能。实验表明,在Android平台上开发车载导航应用,可以降低设备终端的成本,有利于软件的开发和升级。     

基于Google API的导航地图软件设计与实现

在J2ME平台下,利用J2ME的JSR179定位开发包作为开发定位程序的API,用Google API获取地图,以即时获取路线规划中所有拐点的信息,设计出GPS电子地图。该电子地图具有实时定位、兴趣点添加、删除、查询、锁定、路线规划以及离线地图定位等功能。实践证明该软件能在中低端手机中流畅运行,是一款通用的电子导航地图软件。     

基于Android的手机校园导航系统

针对百度地图校园导航信息不完善问题,通过自建网络数据库,设计并实现了一款基于Android校园导航系统.本文介绍了系统的整体构架和客户端软件结构,重点阐述了客户端主界面设计以及路线导航模块、校内建筑物导航模块、室内场景模块的功能实现方法.系统具有两个显著特色,分别体现在层次化的软件架构;百度地图与自建数据库相结合.通过实验对比百度地图表明,系统能够顺利导航百度地图中缺少的校园常用建筑物,并具有使用简单、运行稳定、用户体验度高、可维护性强的特点,有较强的实用价值.     

基于MPC的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统

目前研究的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统跟踪过程不稳定,导致跟踪结果不准确;为此基于MPC设计了一种新的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统.通过空中飞行控制器、地面控制器和人工干预器实现了无人机航线的跟踪控制;空中飞行控制器包括GPS导航定位模块、姿态评估模块(MTI)、飞行控制系统计算机,显示模块等;地面控制器探测周围飞行环境,规避障碍物、规划安全航线,传输至空中自主飞行控制系统,包括无线通讯的数据连接电路和地面终端控制模块;人工干预模块能对飞行过程中发生的意外情况进行人工干预以避免突发情况造成危险;以VS2010为开发环境,利用C++软件设计软件流程;利用MPC多变量控制策略,以最优动态轨迹为控制目标,获取无人机的实时飞行状况,设定航线规划流程,实行航线动态规划;实验结果表明,所设计的无人机航迹跟踪控制系统稳定性较好,跟踪控制结果与预期的跟踪控制曲线重合度更高,平均误差控制在1 cm以内.     

基于MapX的无人机生存力分析系统

生存力是无人机设计和使用中最优先考虑的技术指标之一,针对现代战场仿真对态势实时显示及分析结果直观表现的要求,应用MapX组件技术研制了无人机生存力分析系统。首先,简要介绍了MapX的主要框架和特点,讨论了无人机生存力分析系统的功能、组成,并给出了系统的模块划分和程序流程;然后,详细分析了在VC++环境中结合MapX技术实现战区地图显示、漫游、缩放以及作战想定、生存力数据显示处理的功能;最后,给出了生存力分析仿真算例。仿真实验表明,该系统能真实、直观、动态地表现无人机所处的战场地理环境,便于生存力影响因素的分析。     

基于贝叶斯决策的无人机飞行路径自动规划方法

传统无人机飞行路径自动规划方法无法获取全部障碍物信号,使无人机飞行不能达到避障效果,导致飞行路线规划效果较差;为此提出基于贝叶斯决策的无人机飞行路径自动规划方法;无人机飞行路径自动规划硬件模块包含自动规划模块、动画演示模块、地图导航模块和数据导出模块,自动规划模块负责控制无人机飞行;动画演示模块使用240PRO型号的LEWITT声卡,为展示飞机飞行路线提供声音;LS-TM8N地图导航模块通过串口将射频信号发送到天线的输入端,再由数据导出模块导出并保存相关数据;基于贝叶斯决策原理,结合贝叶斯元胞蚁群算法,计算贝叶斯先验概率和后验概率,规划无人机飞行路径,获取最优路径;实验结果表明,该方法遇到静态障碍物捕获的避障信号在-28～30mV范围内波动,动态障碍物捕获的避障信号在-27～30 mV范围内波动,与实际障碍物信号波动范围一致,避障效果较优.     

Real-time autonomous navigation of an electric wheelchair in large-scale urban area with 3D map*

This paper presents the real-time autonomous navigation of an electric wheelchair in a large-scale urban area. Accurate self-pose localization and well-chosen motion control are crucial for application to urban areas, as electric wheelchairs move on paved roads in dynamic environments and travel along sidewalks at a brisk speed. Our system is equipped with a localization module based on a 3D map and a path planning module based on a navigation map. However, the large-scale 3D map causes a high memory load, and the embedded PC can not deal with the map data. In addition, the large-scale navigation map increases the computational cost of path planning, which causes delays in navigation. To achieve real-time navigation independent of map size, we propose a 6-DoF pose localization switching reference 3D map and a two-step path planning framework. We ran tests by using an electric wheelchair on a real street in Tokyo and found that the proposed navigation system achieved autonomous navigation for over 8.8?km in about 133 minutes. The experimental results showed that the memory load was kept constant and the path planning was performed at high frequency, regardless of the size of the map or the distance to the destination.     

基于GPS仿真器的无人机导航系统半物理仿真研究

讨论了无人机导航半物理仿真系统中GPS仿真器的设计方法;根据GPS接收机输出信息的特点和WGS-84与各种坐标系的转换关系,将飞机模拟系统解算得到的无人机位置信息转换成与之对应的GPS信号传输到导航链路,用于无人机航迹控制;根据导航飞控系统功能的要求,构建了一个半物理仿真平台来验证此系统,试验结果证明了采用模拟GPS仿真器完全可以对导航软件的功能进行有效的验证,并达到了预期设计要求。