基于无人机的嵌入式标校系统

针对着舰引导系统标校装置中各模块体积大、功率大产生的架设不便和各合作目标独立的问题,结合校飞需求,设计一种便于无人机架设的小型化、轻功率的嵌入式标校方案.该方案合理运用嵌入式软硬件开发有关技术,对着舰引导系统各合作目标进行分析,完成了小型化和一体化的校飞系统设计与实现.研究结果表明:该系统在ARM芯片处理器的统一协同控制和时统下工作,有较强的实用价值,为无人机校飞领域开辟了新的思路.     

光电标校装置总体设计

为了在着舰引导系统中实现光学助降装置和中线电视下滑道的一致性标校,保证系统的可靠性和精确性,同时丰富真值获取方法,对光电标校装置进行总体设计.提出一种将光电标校装置置于理想着舰点,对空中目标进行实时跟踪,测量目标相对于理想着舰点的空间位置信息,获取真值的方法.通过公式推导,对装置各个组成部分提出指标要求,并介绍光电标校装置总体方案设计思想、系统构成及主要工作原理,详细阐述系统总体设计及系统工作过程.分析结果表明:该设计有助于着舰引导系统安全可靠地工作,能够满足系统标校精度要求,为系统标校真值测量技术分析提供一定的理论依据.     

自发光流场的光学显示与测量

光学与测量是研究爆炸与冲击有关各种物理现象的一种十分重要手段。但由于伴随着爆炸与冲击的各种物理现象有很多是本身自发光，所以自发光流场的光学显示与测量占具着非常重要的位置。本文介绍了几种自发光流场显示与测量十分有效的方法，提出一种菲涅尔透镜间接阴影高速摄影方法。     

烟花用电点火头作用时间的测量方法

采用菲涅尔透镜和光电传感器,设计了一种烟花用电点火头作用时间的测试装置。利用该装置测量了多型烟花用电点火头的作用时间,并与高速摄像法测量结果进行了对比。结果表明采用该方法与高速摄像法的测量结果一致,符合欧盟烟火标准的相关要求,适合烟花用电点火头的检验。     

半导体激光光幕的平行性和均匀性研究

设计了一套光学系统——以红光点状光斑半导体激光器作为发光光源，光束通过光阑。再经过鲍威尔棱镜形成扇形光幕，然后经过菲涅尔透镜形成一道光强分布均匀的平行光幕。介绍了鲍威尔棱镜和菲涅尔透镜的工作原理，给出了系统示意图，对光幕光强分布进行测试，给出了光强分布图，最后对结果进行了分析。     

IB-12中间弹道靶道正交光路设计

综述了弹道靶道测量技术所采用的各种正文光路，着重介绍我国自行研制的第一条中间弹道靶道所采用的菲涅尔透镜间接阴影系统的正交光路设计，以及采用该光路建成的ＩＢ－１２中间弹道靶道，在首次试验中获得的高速脱壳穿甲弹炮口区飞行姿态和脱壳全过程的照片．同时对该光路设计中存在的问题也做了分析。     

基于计算机视觉的舰载直升机助降技术研究

为了辅助舰载直升机安全着舰,一种基于计算机视觉的助降技术被提出。该技术包括：利用图像分割技术从飞行甲板的背景中识别助降陆标图案;采用Harris角点检测器,提取助降陆标角点的投影;根据透视投影几何原理,构造助降陆标角点和图像上相应投影点的函数关系;采用最小二乘法解算函数关系矩阵;对该关系矩阵进行分解,即可得到直升机相对飞行甲板的位姿参数。仿真实验表明：该方法能够实时给出舰载直升机的相对位置和姿态信息,而且在图像检测误差的干扰下,位姿估计仍然保持着较高的精度。     

考虑几何约束的无人机双机编队相对姿态确定方法

针对无人机常用的领航—跟随双机编队飞行控制模式,提出了一种考虑几何约束的相对姿态确定方法。利用飞行器配备的视觉传感器,获得飞行器间及飞行器到目标的视线矢量信息,该方法不需要考虑目标的位置信息,避免了由位置偏差带来的误差。同时,给出了双机编队模式下视觉传感器的测量模型,分析了传感器量测噪声的统计特性,推导了基于几何约束的确定性相对姿态求解方法。仿真结果表明,考虑几何约束的双机编队无人机相对姿态确定方法可以有效估计出飞行器间的相对姿态,估计精度较高,能够满足无人机协同编队飞行控制需求,解决了远距离编队情况下视线矢量共面不可观测问题。     

舰载机如何降落？

现代航母甲板长二三百米,宽度仅有几十米,舰载机的降落与地面上的降落相比要危险、复杂得多,对降落高度、角度、着舰点都有严格的要求。舰载机还需要借助一系列的助降装置,如光学助降系统、全天候电子助降系统、阻拦索、阻拦网等,才能准确安全地降落在航母上。     

基于复色共焦的透明材料厚度测量数据处理方法研究

为了解决精密光学透镜制造、玻璃容器生产等透明材料相关行业对厚度检测的需求,采用复色共焦法对透明材料厚度进行检测。介绍了共焦系统测量原理,提出了测量结构方案,构建了测量实验装置,并对实验装置进行了标定。利用线性回归法对实验数据进行处理：使用线性预测函数建模,根据实测数据确定模型中各个参数,并对误差进行补偿,完善了厚度模型。实验结果表明：共焦系统的测量范围达到15 mm,测量精度为±3 μm,从而证明该方法是一种高精度的在线非接触测量方法。     

固定翼垂直起降无人机过渡机动优化控制分配研究

以一种固定翼垂直起降无人机为研究对象,研究其6自由度过渡机动非线性优化控制分配问题。基于增量动态逆（INDI）方法设计全局化控制器,并利用该方法降低控制模型中的不确定性对控制效果的影响。针对无人机控制冗余和耦合问题,在INDI基础上提出一种2级递进式优化控制分配方法,对航迹和姿态控制回路中的控制变量增量进行综合优化分配。该优化控制分配方法可以将非线性耦合控制分配问题转化为线性优化问题求解,避免了迭代计算,同时提高了求解速率。针对优化分配中的目标函数设计动态权值选取方案,使无人机能够根据任务需求和飞行状态调整优化分配侧重方向并确保优化结果的合理性。仿真结果表明,该无人机能够很好地跟踪过渡机动航迹,控制分配方法可行。     

基于光流的无人机自主着陆控制策略

为解决无人机自主导航过程中自主着陆时难以满足特征识别条件的问题,提出一种基于光流的高度估计及自主着陆控制策略.依据无人机高度和垂直速度的关系,建立状态空间模型,通过模拟着陆,采用小扰动线性化系统模型,分析在恒定光流散度着陆过程中自激振荡的发生.仿真结果表明:控制增益给定的情况下,控制回路的稳定性仅取决于对地高度,当接近地面时,控制回路出现自激振荡,此时机载设备可以检测到震荡,并计算出高度.     

某型无人机自动着陆轨迹研究

根据某型无人机特点 ,设计了一个纵向下滑控制律 ,把整个纵向着陆轨迹分为三段 :直线下滑段 ,进入段和拉起段 ,据此计算出的纵向着陆轨迹 ,能够保证无人机有较小的着陆速度和正确的着陆姿态 ,使无人机在预定地点安全成功地回收 .该计算结果与实际试飞结果有很好的一致性     

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。     

某小型无人机近地飞行纵向控制律的设计与仿真

针对某小型无人机在起飞着陆的近地飞行阶段容易擦地的问题,提出一种用双超声波高度表精确控制俯仰角防止擦地的方案。建立该无人机近地飞行时的数学模型,结合飞机实际外形特点,采用双层回路进行俯仰角稳定控制,利用经典控制设计该机的纵向控制律,并运用2个超声波高度表来精确地控制小型无人机的姿态和轨迹。分析结果表明:该方案控制效果良好,可以满足近地飞行的纵向稳定和控制,保证飞机安全飞行。     

小型化无人机实时飞行仿真系统结构设计

针对现有飞行仿真设备不能满足小型化、集成化设计要求的问题,设计一种基于MPC565的小型化无人机实时飞行仿真系统。从无人机实时飞行仿真系统入手,分析了以往仿真系统存在的不足,从硬件系统和软件系统2部分分别对小型化的无人机实时飞行仿真系统结构进行研究,设计出了基于小型化硬件系统的软件系统,并进行实时飞行仿真,使得某新型无人机在自主导航状态下飞行成功。仿真结果证明:该仿真系统稳定可靠、操作简便,很好地满足了仿真过程的实时性需求。     

UAV 组合导航半物理仿真系统设计与研究

为了验证GNSS／MLS／VNS／INS／RA构成的UAV五组合导航系统的航电综合、导航解算算法以及飞行控制律性能,设计了集机载导航传感器实物、物理效应器、飞行仿真系统、无人机地面站模拟系统、试验总控评估系统、视景与展示系统等的UAV导航与控制半物理仿真试验系统平台。平台能够考核组合导航系统的性能和功能。     

基于多旋翼无人机视觉惯性里程计的设计与实现

针对GNSS 信号受到干扰或在拒止环境下,多旋翼无人机的导航定位问题,设计一种多旋翼无人机视觉 惯性里程计系统。介绍系统的总体设计方案、硬件选型与设计、软件系统搭建、通信协议规定以及算法设计思路。 实验验证结果表明：该系统可以实际运行在多旋翼无人机上,当GNSS 信号不可用时,仍可向飞控实时提供多旋翼 无人机当前可用位姿,为多旋翼无人机视觉辅助导航设计提供参考。     

无人机稳像系统研究综述

针对无人机在飞行过程中会受到机身或环境的影响而造成航拍设备的抖动,对面向无人机平台的稳像系 统进行分析。在简要介绍研究背景的基础上,主要从机械稳像和电子稳像2 方面进行展开,系统介绍国内外研究现 状和多种典型的稳像算法,分析无人机稳像系统未来可能发展的研究方向。结果表明,该研究对无人机航拍图像的 增稳及不同场景下稳像方法的选取具有一定的指导作用。