基于SIFT算法的无人机航空遥感影像匹配

当前,无人机遥感技术在各行各业中的应用越来越广泛。但是,无人机航空遥感影像的获取一直存在像幅小、数量多、重叠度变化大等问题,对此必须采用合适的算法,取得准确的图像。本文主要基于SIFT算法对无人机航空遥感影像的匹配做了具体探讨。     

我国超长航时无人机航空遥感系统研制成功

由我国自主研制的超长航时无人机遥感系统试飞成功,其30h的续航时间打破了我国无人机最长续航16h的纪录。     

微型飞机航空遥感图像传感传输系统研究

利用航空遥感技术建立资源与环境动态监测系统,图像的获取和传输是关键,微型飞机航空遥感图像传感传输系统不仅能实现图像的获取及远距离无线传输,以达到动态监测的目的,而且费用低,适合于中小范围内的资源与环境动态监测。简要地介绍了利用航空遥感,微波图像传输以及计算机图像处理等高新技术研制的微型飞机航空遥感图像传感传输系统。     

面向航空遥感应用的可调节植被指数研究

针对航空遥感中航片间存在光谱差异现象。并结合航空绿化遥感信息提取的具体特点和植被指数构造原理，提出了一种适应航空绿化遥感信息提取的可调节航空植被指数——airborne NDVI(ANDVI)．根据ANDVI的特点设计出了航空绿化遥感信息提取流程，经上海的绿化信息提取实践，证明了ANDVI能够很好的适应航空遥感的特点，有效的克服外因对地物波谱反射成像的非线性扰动．从而为航空遥感信息提取，特别是基于植被指数的生态环境参数的计算提供了很好的手段．     

无人机发展现状及相关关键技术

应当说信息技术的发展在军事领域一直都是受到了优先使用的,主要还是军方拥有超越普通机构的国家级的资源,以及最顶级的技术,再加上保密的要求,因而就科技前沿来说,这方面始终能够占据在前。对于无人机的发展来说,同样是如此。就事实而言,无人机技术的发展本身已经有比较长的历史了,在前信息化时代就有过使用无人侦察机的例子,而在通信息技术有效的结合之后,也需要承认这是对于航空科技的一大革新,也可以说是军事科学的前沿领域,决定了安全的使用和获取信息技术的便捷性,也就必然的能够在军事航空领域占得先机。因此,自然有必要对于无人机技术的发展状况,以及其主要的技术,进行一些介绍,也能够进一步的了解无人机技术的应用。     

无人机系统在现代战争中的作用研究

随着现代科学技术在各个领域的渗透,各行各业不断涌向出技术综合性极高的产品,无人机系统就是现代技术交叉的重要产品之一。无人机系统应用领域十分广泛,包括地质、摄影、农业、电力、建筑、救灾等,无人机最早应用于军事领域,上世纪40年代,无人机主要作为无人靶机。随着现代战争形式的快速变化,无人机系统已经成为获取战争先机的利器,本文将深入分析无人机系统在现代战争中的应用,并结合技术发展分析无人机系统应用趋势。     

基于加速度计的航空遥感器扫描反射镜姿态控制研究

提出了一种航空遥感器扫描反射镜姿态控制的新方法,用小型、低造价的线性加速度计代替陀螺感测飞行器的三维角运动,反射镜姿态控制系统用实测的角加速度作为控制系统的反馈信号.根据用线性加速度计指示角加速度的公式,讨论了将加速度计直接配置在扫描反射镜镜体上的方案,并给出了执行扫描反射镜姿态控制策略的控制系统原理图,证明该方法在理论上是简易可行的,具有一定的实用性.     

航空遥感器主次镜一次像面补偿检验CGH研究

航空遥感作为一种多功能综合性探测技术,在资源探索、区域监测和环境探测等多种行业中被广泛使用。遥感器作为整个技术的核心部分,对其探测的精度和性能的稳定性有着严格的要求,所以遥感器的总体装配过程成为了关键步骤,其中,对主次镜一次像面的补偿检验就显得尤为重要。本文运用计算机全息图技术,针对此遥感器的光机系统结构参数设计出符合相应要求的补偿元件,给出设计图,同时对遥感器的主次镜一次像面进行补偿检验,确保了每一个装调过程的质量能满足光学设计要求的技术指标和精度,给出了相应的实验数据。在此基础上,运用精度理论知识对CGH补偿器制作的误差及一次像面补偿检验的系统误差进行了详尽的讨论和分析,并给出了分析结果。     

基于PID的航空遥感三轴惯性稳定平台控制系统设计

介绍了一种基于PID(Proportion integration differentiation)的航空遥感三轴惯性稳定平台控制系统的设计,并进行了相关试验研究。首先采用了一种基于DSP的三环复合控制方案,然后通过考虑控制系统的超调量、调节时间、阻尼性等各项指标,逐次对三环控制器进行设计,得到了合适的PID参数。通过车载试验,对平台的稳态精度、动态响应能力进行了验证。     

无人机上行链路数据传输方案

为保证无人飞机在动态环境下数据传输的稳定性和可靠性,提出了一种循环正交M元扩频上行链路数据传输方案。按此方案传输数据,发送信号不存在潜在的周期性,系统的抗干扰和抗截获性能得到了很好的保障。在动态环境中,由于载体具有较大的加速度,载波多普勒频移剧烈变化,普通接收机载波跟踪环极易失锁,故提出一种基于经验值查表的载波跟踪算法,在锁频环内引入经验值查找表,环路能自适应调整环路滤波器带宽,从而实现任意时刻的高精度载波跟踪。     

基于无人机遥感影像的水体提取方法

针对无人机（UAV）影像水体提取出现的噪声干扰、光谱混淆、分割尺度难把握、无法使用水体指数等问题,提出边缘检测算法结合面向对象方法的新水体提取方法（AUCSN）. 采用各向扩散滤波算法对影像去噪;采用Canny边缘检测算子对去噪后影像进行边缘提取,提取结果与去噪后影像进行波段重组,利用改进的邻域绝对均值差分方差比法对重组影像选取最优分割尺度,开展多尺度分割. 结合水体对象的光谱、形态、纹理特征建立模型,对分割后影像实现水体粗提取. 将粗提取结果利用形态学闭运算填充孔洞,实现水体提取. 实验结果表明,采用AUCSN方法进行水体提取,不仅提高了提取效率,而且提取精度能够达到96%.     

软件实现的无人机故障注入系统

结合无人机的特点提出了一种基于软件的无人机故障注入系统实现方案,利用故障注入技术实时地模拟无人机机载设备的故障,演示机载设备在寿命试验中的快速失效过程;并构造了一个实用的故障注入工具UAVFI-01,考察无人机故障检测、隔离及系统重构的能力,测试其可靠性.在无人机动态测试过程中,故障注入试验结果表明了这种方案的正确性和可行性.     

基于微分跟踪器的共轴反桨无人机串级TD-PID控制算法

针对传统PID控制算法对共轴反桨无人机的欠驱动、强耦合非线性系统控制效果不理想的问题,提出基于微分跟踪器的串级TD-PID控制算法,以提高无人机飞行稳定性. 设计共轴反桨无人机飞行系统,针对无人机的姿态控制提出基于微分跟踪器的串级TD-PID控制算法：外环为传统PID算法,内环使用2个微分跟踪器,通过串级控制改善系统动态性能. 在Matlab/Simulink中搭建控制系统的仿真模型进行仿真试验. 仿真结果表明：相较于传统串级PID控制算法,所提控制算法超调量更小,系统稳定性有较大提高. 对比串级TD-PID控制算法与串级PID控制算法控制效果的飞行试验结果表明：所提控制算法能有效减少系统超调量,提升系统稳定性和抗干扰能力.     

固定翼无人机自适应滑模控制

针对固定翼无人机的姿态和速度控制中存在不确定和外部扰动的问题,设计自适应超螺旋滑模干扰观测器和控制器,实现了固定翼无人机对速度指令和姿态指令的有限时间精确跟踪.首先建立固定翼无人机速度模型和基于四元数的姿态误差模型;进而在该模型的基础上针对无人机飞行过程中的外部扰动和不确定问题,采用自适应超螺旋滑模算法设计干扰观测器对干扰和不确定进行快速估计,并在此基础上设计多变量超螺旋控制器使固定翼无人机快速、精确地跟踪期望的速度和姿态指令;最后基于Lyapunov理论证明了该系统的稳定性.仿真结果表明:所提出的综合控制策略可以实现固定翼无人机速度与姿态的快速精确跟踪并具有良好的鲁棒自适应能力,而且针对无人机不同的飞行指令,使用该控制策略都能使无人机快速稳定的达到预期目标.     

无人机遥感技术在地质灾害调查中的应用

基于无人机的特点、性能,阐述了无人机在地质灾害调查中的作业步骤.以宁夏回族自治区彭阳县古城镇为研究区,证明了无人机在地质灾害调查中的可行性和优越性.通过介绍无人机在地质灾害调查中的应用特点、意义和关键技术,展望了无人机在地质灾害调查中的应用前景.     

Three-dimensional multi-constraint route planning of unmanned aerial vehicle low-altitude penetration based on coevolutionary multi-agent genetic algorithm

To address the issue of premature convergence and slow convergence rate in three-dimensional (3D) route planning of unmanned aerial vehicle (UAV) low-altitude penetration, a novel route planning method was proposed. First and foremost, a coevolutionary multi-agent genetic algorithm (CE-MAGA) was formed by introducing coevolutionary mechanism to multi-agent genetic algorithm (MAGA), an efficient global optimization algorithm. A dynamic route representation form was also adopted to improve the flight route accuracy. Moreover, an efficient constraint handling method was used to simplify the treatment of multi-constraint and reduce the time-cost of planning computation. Simulation and corresponding analysis show that the planning results of CE-MAGA have better performance on terrain following, terrain avoidance, threat avoidance (TF/TA²) and lower route costs than other existing algorithms. In addition, feasible flight routes can be acquired within 2 s, and the convergence rate of the whole evolutionary process is very fast.     

四旋翼无人飞行器ADRC-GPC控制

针对四旋翼无人飞行器的姿态控制系统,需要研究先进控制策略来达到满意的性能.将自抗扰控制(ADRC)与广义预测控制(GPC)相结合,设计一种新型自抗扰广义预测控制器(ADRC-GPC),利用ADRC中的扩张状态观测器(ESO)来估计和补偿非线性系统的模型不确定性以及外部扰动作用,将原始对象模型转化为积分器形式,然后针对积分器设计广义预测控制器.阶跃响应系数矩阵能被解析地求解出来,可有效地解决广义预测控制计算量大的问题.研究结果表明:所提出的ADRC-GPC控制方法能够对四旋翼无人飞行器姿态系统进行实时控制,可满足控制精度及快速性要求,并能有效地克服系统的外部干扰和多变量耦合作用.自抗扰广义预测控制器能够有效地控制欠驱动非线性多变量系统.     

基于等价空间的无人机飞行控制系统故障检测

无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)飞行控制系统的故障检测,对于保障无人机的飞行安全具有重要意义。等价空间方法具有残差与未知初始状态解耦的优势,但随着等价空间阶次的提高,其在线计算量显著增大。针对上述问题,提出一种基于等价空间的无人机非线性飞行控制系统快速故障检测方法。建立无人机飞行控制系统的非线性故障模型,在针对线性离散时变系统的等价空间故障检测方法研究的基础上,利用Krein空间投影来实现残差评价函数的递推计算以减小故障检测计算量。以无人机空速管及升降舵故障检测为例,对算法进行了仿真试验验证。试验结果表明,提出的方法可以实现无人机飞行控制系统的快速故障检测。     

基于模糊神经网络的电力巡线无人机避障技术研究

随着国民经济持续稳定快速发展,,输电线路的巡检工作量日益加大,传统人工巡检已经不能满足当前输电线路巡检的需求。无人机电力巡线能够较好弥补人工巡检的不足,提高电力巡检作业的工作效率。为了获得精确的无人机与输电线路、杆塔以及附近障碍物的距离信息,采用了多传感器融合技术,通过对巡检过程中可能出现的障碍物进行建模,建立最小安全空间模型和输电线路周围电场模型,提出基于模糊神经网络的方法,对无人机电力巡线的避障技术进行了研究。仿真结果表明,该方法可以有效实现无人机在电力巡线中对障碍物的躲避。