图像跟踪技术在无人机自主着陆导航中的应用

引导无人机自主着陆,采用2个图像采集分系统的双摄像机视觉导航系统.由图像跟踪技术在图像中锁定无人机,并通过转台记录偏转的角度,以确定无人机的相对空间位置.并采用边缘跟踪算法,获取运动物体的外部轮廓特征,对序列图像进行处理,继而实现对运动物体进行识别跟踪.其仿真结果表明跟踪效果良好.     

基于跑道灯光的计算机视觉辅助无人机着陆

针对夜间无人机着陆时标准跑道的灯光会加重图像处理的难度问题,提出一种利用跑道灯光辅助着陆的机器视觉方法。该方法参考标准跑道灯光设置,提取跑道灯光直线特征,对EPnP方法进行扩展,将直线特征表示成跑道平面上3个控制点的加权形式,利用奇异值分解的方法求出控制点在相机坐标系中的坐标,最后使用正交化方法解算出无人机相对于跑道的位置和姿态,为无人机着陆提供了引导信息。仿真结果表明:在距机场距离较远时,该方法能有效地引导其自主着陆。     

无人机空中回收视觉导航技术

针对无人机空中回收过程中的导航问题,提出一种利用深度学习进行目标检测并配合双目视觉进行位姿 估计的技术。设计空中回收视觉导航系统,通过改进原有目标检测算法YOLOv3 框架提高回收过程中的检测精度和 速度;通过双目视觉系统对特征点进行3 维位姿解算,返回无人机和回收锥套中心相对位置信息。实验结果表明： 改进后的检测算法平均精度比YOLOv3 提高了3.2%,检测速度提高到73 FPS,检测速度明显提升;双目视觉算法 的位姿解算精确度高,两者同时满足导航系统精确性和实时性的要求。     

视觉导航技术在小型无人机撞线回收中的应用

为了提高小型无人机回收的经济性和有效性,提出一种利用计算机视觉技术实现小型无人机撞线回收的导航系统。分析了撞线回收技术,对现有的目标实时跟踪法进行改进,通过采用基于模块匹配的改进算法实现对无人机目标的在线跟踪,使其能够对尺寸和外形都有较大变化的目标进行有效的在线跟踪,并通过仿真实现。实验结果表明:该跟踪算法跟踪速率可以达到15～25 Hz,能够实时解算其空间位置,准确地跟踪无人机目标,基本满足导航系统的实时性要求。     

计算机视觉辅助无人机自主着陆系统

文中提出了一种利用卡尔曼滤波器对捷联惯导和图像信息进行组合的方法,并给出误差方程,对无人机的进场过程进行了仿真.结果说明, 通过对图像和捷联惯导进行组合可以提高无人机入场过程中的定位精度,特别对高度方向的定位精度有很大提高.     

无人机导航技术及其特点分析

导舷技术是无人机技术中最关键和重要的技术之一.首先时无人机导航中使用的单一导航技术进行逐一介绍,并对各自的优缺点进行分析,进而着重介绍了近年来成为热点的组合导航技术,最后对未来无人机导航技术的发展趋势进行了展望.     

视觉导航技术发展综述

介绍了视觉导航的概念及其发展历程,分析了视觉导航系统的基本组成模块及其优势。根据视觉信息的基本处理过程,重点对视觉图像预处理技术、视觉图像特征提取技术以及视觉定位技术等方面进行了详细的介绍,并讨论了各项技术国内外的研究现状。最后,指出了视觉导航技术的相关难点以及未来的发展趋势。     

基于跑道的视觉导航信息分析

基于跑道的视觉导航广泛用于无人机自主着陆等场合.文中从信息的角度,分析了视觉导航中跑道边缘线、地平线和跑道横向控制线提供的姿态和位置导航信息,推导并证明了两个基本结论:已知宽度的跑道边缘线可以提供两个姿态和两个位置信息;地平线和跑道横向控制线可以完善姿态和位置信息.文中的研究对于进行基于跑道的视觉导航算法设计、精度分析和组合导航可观性分析等具有理论价值.     

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...     

系留无人机视觉定位技术

针对系留无人机在导航卫星拒止条件下无法定位的问题,设计一种基于合作目标的视觉定位系统。通过 构建视觉定位系统,设计靶标检测算法、靶标偏移量计算算法及数据平滑算法,实现系留无人机的无源定位。试验 结果表明：无人机在飞行及起降过程中,精确检测地面靶标并解算相对位置,可有效解决无卫星信号的定位问题。     

舰载无人机在岛屿登陆作战中的运用

分析了舰载无人机的技战术使用特点及岛屿登陆作战的特点,并对舰载无人机在岛屿登陆作战中的主要作战任务加以分析、归纳和总结,得出舰载无人机将是未来舰艇编队的必备＂杀手锏＂武器。     

一种远程亚声速无人飞行器舱内温度控制方法研究

以远程亚声速无人飞行器为研究对象,研究利用空气冷却解决舱内温度控制问题的方法。基于飞行试验实测数据采用集总参数法分析无人飞行器制冷量需求,提出一种适合远程亚声速无人飞行器的温控系统,以典型舱段为例建立模型,仿真和飞行试验结果表明该方法可行。     

炮射无人机飞行姿态稳定控制系统设计

为解决炮射无人机在巡航阶段的飞行姿态稳定控制问题,在考虑炮射无人机静稳定的前提下,运用改进的比例反馈控制方法,对炮射无人机的纵向和侧向二维线性模型,进行了姿态稳定控制仿真.仿真计算结果表明,比例反馈控制方法对炮射无人机的姿态稳定控制过程实用而有效.     

某无人机火箭助推发射段动力学仿真

为研究某无人机火箭助推发射起飞段的动力学特性,建立其动力学模型并进行了仿真;依据某无人机的真实结构和实际发射情况,建立无人机发射系统的三维实体模型,导入ADAMS中,并基于多刚体动力学方法对无人机仿真模型进行动力学仿真;通过仿真分析,得出了无人机平稳起飞的合适的火箭安装角和机体发射角,为无人机发射技术提供了一定的参考.     

筒射串翼无人机展开动力学分析

对折叠串翼无人机发射展开过程的动力学分析是无人机总体设计和展开机构设计的关键。基于Newton-Euler方法建立描述串翼无人机展开的多刚体动力学模型。基于嵌套动网格方法计算机翼展开过程中的非定常气动特性,并与稳态气动参数进行比较。结合展开过程的气动特性变化和多刚体动力学模型,分析机翼展开速度和展开顺序对发射展开段弹道扰动的影响。仿真结果表明：机翼展开速度过快或者过慢都会对展开段弹道有较大扰动,当展开速度过快时惯性力起主要作用,当展开速度较慢时气动变化起主要作用;同时,前翼先展开、后翼后展开不利于初始发射段弹道的稳定,而前翼后展开、后翼先展开有利于初始发射段弹道的稳定;采用前后机翼同时展开且展开时间为0.20 s的展开方式能够满足尽量减小对弹道的扰动要求。     

无人机控制与导航系统故障分析及备件优化

针对某型无人机控制与导航系统的类型和特点,设计一种无人机控制与导航系统最优维修策略。利用故障树构建系统的故障模型,计算系统发生故障的概率,分析了各部件的重要度;建立航材备件数量的优化模型,得到了控制与导航系统航材备件的最优配置数量。该策略为控制与导航系统的维修提供了决策依据。     

无人机倾斜转弯非线性飞行控制系统设计

研究无人机(UAV)的倾斜转弯(BTT)飞行控制系统的设计方法,解决UAV高机动倾斜转弯飞行时运动强烈耦合、气动特性强非线性和参数非定常性等特性带来的飞行控制系统设计难题。采用线性二次型最优调节规律对UAV非线性运动零动态系统进行增稳调节;运用非线性控制系统中精确反馈线性化方法对UAV非线性系统进行线性化处理;运用滑模变结构控制方法设计了UAV的BTT控制规律,得到由增稳最优调节规律和滑模变结构控制规律构成的UAV的BTT非线性鲁棒飞行控制系统。基于无人机六自由度非线性动力学模型,进行BTT非线性飞行控制系统数字仿真,仿真结果表明：该控制系统即使在扰动条件下也能达到满意的控制品质,控制糸统的鲁棒性和控制精度能满足UAV高机动倾斜转弯飞行时的控制要求。     

无人飞行器海上航迹规划差分进化算法研究

为研究海洋环境下的无人飞行器（UAV）航迹规划问题,提出了一种基于差分进化算法（DE）的航迹规划方法。该方法通过对规划环境进行预处理将岛屿处理成地形威胁区,使问题简化为二维平面规划。采用实数编码方式对航迹进行编码,建立了航迹代价函数的数学模型,从航迹质量、算法稳定性和收敛速度3个方面比较了DE与遗传算法（GA）和粒子群优化算法（PSO)的性能。仿真实验结果表明,所提方法能在复杂的海洋环境下为飞行器规划出一条安全的可飞航迹。     

基于博弈论的无人机战场攻防策略求解模型

提出基于博弈论的无人机战场攻防策略求解模型;利用零和博弈求解方法,找出当目标平均定位时间变化时的不同纳什均衡点;案例结果表明:该纳什均衡点即为攻守双方一定条件下的最佳策略集合;该模型可为实际战场决策提供参考.     

基于反步法和非线性动态逆的无人机三维航路跟踪制导控制

为实现无人机在大范围内稳定、精确地跟踪三维参考航路,基于制导与控制回路独立设计的思路,提出了一种无人机三维航路跟踪制导控制方法。在制导外环,引入沿参考航路飞行的虚拟无人机作为向导并利用反步法设计三维航路跟踪的非线性制导律;在控制内环,以非线性动态逆理论和奇异摄动理论为基础,设计由机动指令生成器、角度转换器、慢回路姿态控制器和快回路角速度控制器所组成的飞行控制模块,对制导外环给出的制导指令进行快速精确地跟踪。基于Lyapunov稳定性理论证明了无人机航路跟踪制导控制方法的稳定性。通过对比分析无人机6自由度模型下的三维航路跟踪仿真,说明所提出的制导控制方法能够使得无人机精确地跟踪参考航路,从而验证了该方法的有效性、合理性。