基于CDMA网络的自适应图像传输算法

针对CDMA环境多变和带宽分配的特点,本文提出了一种自适应图像传输算法。发送端通过接收端反馈的TCP数据包判断网络状况,结合CDMA网络中传输数据帧长特征,调节UDP数据包的发送时间和数据包大小,从而自适应CDMA网络带宽的变化,充分利用网络的可靠带宽。最后,给出了算法的测试结果。测试结果表明,该算法能够快速地跟随CDMA网网络带宽变化,也可以应用于其它窄变带宽的网络中。     

基于缓冲占用比无人机视频自适应传输算法

针对目前基于发送速率的自适应视频传输算法不能有效利用和适应网络传输,提出了利用数据缓冲占用比的无人机载视频自适应无线传输方法;通过计算发送缓存内的数据占空比的变化判断网络发送能力,进而调节下次采集的视频帧率,或在调节下次采集视频帧率之前调整压缩编码率,由此自适应的设置最大化传输速率;相对于传统基于线性增加发送速率的方法,文章算法根据数据占空比自动调节发送速率和编码率,使平均发送速率提高了0.25 Mbit/s,带宽利用率提高了8%,实现了在不同网络状况下发送速率和编码率的自适应最大化,通过有效利用网络传输,提高视频数据传输的实时性、可靠性和完整性。     

基于格雷码和混沌系统的图像加密算法

针对当前的一些具有置乱-扩散结构的图像加密算法中,存在加密程度低的问题,提出了一种新的图像加密算法.置乱阶段先利用格雷码变换进行全局的置乱,然后再根据混沌序列进行行列间置乱变换.扩散部分采用了正向和反向的异或操作.实验结果表明,该算法提高了密文的安全性和密钥的敏感性,增大了密钥空间的大小,同时能很好的抵抗统计分析、穷举攻击等.     

无人机图像拼接算法综述

无人机图像拼接是一个日益受到关注的研究领域,已经成为了照相绘图学、计算机图形学等研究的热点。首先给出了无人机图像拼接的一般步骤,重点归纳了三种特色鲜明的配准算法,然后简单阐述了图像融合的步骤和算法,最后通过归纳分析选定了适合无人机图像拼接的算法,并且展望了该领域的前景。     

基于自适应阈值的无人机避障算法研究

针对四旋翼无人机飞行中障碍物规避问题,采用改进型向量场直方图算法进行避障策略设计。主要针对传统VFH算法存在的阈值敏感问题,设计了一种自适应阈值函数。根据传感器有效量程以及运动惯性等约束条件,动态调整阈值门限,有效地解决了小阈值造成的避障路径曲折问题,以及大阈值造成的无人机避障滞后的缺点。数值分析和实验表明,通过增加自适应阈值函数,改善了传统向量场直方图算法存在的阈值敏感问题,满足了无人机自主避障控制要求。     

基于模糊控制的流媒体自适应传输算法

基于HTTP的动态自适应流媒体DASH传输协议可以使用户根据自身的终端显示能力和信道条件选择合适的视频质量,是网络视频服务技术的发展方向。如何根据网络吞吐量的变化自适应地选择视频码率,以获得最佳的用户体验质量QOE,在已有的DASH系统中还没有得到很好的解决。提出了一种基于模糊控制的自适应传输算法,将缓存的视频余量以及用户申请的视频码率和网络吞吐量的码率失配度作为输入,将预期的缓存变化量作为输出,通过模糊逻辑实现以下控制目的：(1）将缓存稳定在一个安全的区间;(2）使传输视频的平均质量最大化;(3）避免因带宽波动所造成的视频播放中断。最后,分别在两种虚拟网络环境和两种实际网络环境下进行性能测试,实验结果表明,与已有的算法相比较,本文提出的算法可以给用户带来更好的QOE。     

基于自适应算法的车载无人机的疲劳寿命分析

根据基本的疲劳分析理论和解非线性方程及方程组的数值分析的算法,设计了一种自适应算法对无人机在路面激励下的疲劳寿命进行预测。并应用该算法对一种车载无人机在典型任务剖面下的疲劳寿命进行了预测。     

基于边缘信息的图像自适应插值算法

通过将图像分为非边缘部分和边缘部分,得出了一种基于图像边缘信息的图像插值算法.根据边缘部分映射点邻域图像的复杂程度,自适应地调节插值权值的图像插值方法.应用该算法插值后的边界清晰、自然, 忠实地反映了原始图像的面貌,与传统的插值算法相比,其边界处理效果好且易于实现,实验也验证了该方法的有效性.     

基于IB-SURF算法的无人机图像拼接技术研究

针对传统SURF算法（speeded up robust features）在拼接高分辨率无人机航拍图像时运行速度慢、特征匹配率低的特点,提出了一种基于IB-SURF（image block-SURF）技术的无人机图像拼接算法。结合无人机定位定姿系统（position and orientation system,POS）求取图像重叠区域;构造掩模在无人机图像重叠区域检测特征点,减少特征提取时间;借助图像分块（image block,IB）的思想对图像划分网格,精简筛选特征点;引入Neighborhood-KNN （neighborhood-K nearest neighbors）进行特征点匹配,提高图像匹配效率。实验结果表明,IB-SURF算法有较快的运行速度和较高的特征匹配率,平均特征匹配率达到84.3%,特征匹配正确率超过95.1%,为图像高质量拼接提供了技术基础。     

基于改进ORB的无人机航拍图像拼接算法

为满足无人机航拍对图像拼接实时性和鲁棒性的要求,提出一种基于改进ORB的无人机航拍图像拼接算法。首先,特征检测引入SURF算法中的海森检测算子,解决尺度不变性问题;其次,用ORB算法进行特征描述,使其具备旋转不变性;接着采用汉明距离进行准确高效的图像特征粗匹配;然后,用KNN算法去除误差较大的匹配,缩小搜索范围,用RANSAC算法再次提纯;最后,使用泊松融合进行图像无缝融合拼接。实验表明,改进ORB算法实时性好、鲁棒性强,处理速度是SURF算法的5倍,具有抗噪性、旋转不变性和尺度不变性。     

基于专家PID的带臂四旋翼无人机控制方法

相较于未带臂的无人机,带臂无人机（UAV）的飞行轨迹会出现较大偏差,更难以稳定控制。为了解决带臂UAV的精确轨迹控制问题,提出基于专家PID的带臂四旋翼无人机控制方法。首先,将机械臂搭载于UAV上把它们作为整体,并通过拉格朗日方程建立了带臂UAV的运动学和动力学系统模型;其次,设计专家PID控制器用于对系统的稳定控制;然后利用五次多项式对带臂UAV的机械臂进行轨迹规划;最后,通过仿真验证专家PID控制方法对带臂UAV稳定控制的有效性。实验结果表明,相较于常规PID控制,所提基于专家PID的控制方法提高了系统的响应速度,且能够有效地抑制外部扰动;该方法对于动作情况下的机械臂能够稳定地跟踪其轨迹,且具有很好的抗扰性和鲁棒性。     

基于无人机高光谱数据的玉米叶面积指数估算

无人机高光谱遥感是低成本、高精度获取精细尺度农作物生物物理参数和生物化学参数的新型手段,以此快速反演叶面积指数（Leaf Area Index, LAI）对作物长势评价、产量预测具有重要意义。以山东禹城市玉米为研究对象,利用PROSAIL辐射传输模型模拟玉米冠层反射率获取LAI特征响应波段结合相关性定量分析获取对LAI变化最为敏感的波段,并以此计算6种植被指数（Vegetation Index,VI）,利用6种回归模型分别对单一特征波段和VI进行反演建模,以实测LAI评定模型精度。研究表明,光谱反射率中516、636、702、760和867 nm等波段对LAI变化最为敏感,以此建立的单一特征波段反演模型预测LAI精度R2为0.44~0.58;RMSE为0.16~0.18,其中636 nm建立的模型(LAI=21.86exp(-29.47R₆₃₆))相比其他反演模型预测精度较高（R2=0.58,RMSE=0.16）;6种植被指数与LAI高度相关,相关性系数R ²为0.85~0.86,以此建立的反演模型相比单一特征波段反演模型精度有所提高,R2为0.66~0.72,RMSE为0.12~0.14;其中mNDVI构建的LAI估算模型（LAI=exp(2.76~1.77/mNDVI))精度最高（R2=0.72,RMSE=0.13）。无人机高光谱遥感是快速、无损监测农作物生长信息的有效手段,为指导精细化尺度作物管理提供依据。     

基于无人机高光谱数据的玉米叶面积指数估算

无人机高光谱遥感是低成本、高精度获取精细尺度农作物生物物理参数和生物化学参数的新型手段,以此快速反演叶面积指数（Leaf Area Index, LAI）对作物长势评价、产量预测具有重要意义。以山东禹城市玉米为研究对象,利用PROSAIL辐射传输模型模拟玉米冠层反射率获取LAI特征响应波段结合相关性定量分析获取对LAI变化最为敏感的波段,并以此计算6种植被指数（Vegetation Index,VI）,利用6种回归模型分别对单一特征波段和VI进行反演建模,以实测LAI评定模型精度。研究表明,光谱反射率中516、636、702、760和867 nm等波段对LAI变化最为敏感,以此建立的单一特征波段反演模型预测LAI精度R2为0.44~0.58;RMSE为0.16~0.18,其中636 nm建立的模型(LAI=21.86exp(-29.47R₆₃₆))相比其他反演模型预测精度较高（R2=0.58,RMSE=0.16）;6种植被指数与LAI高度相关,相关性系数R ²为0.85~0.86,以此建立的反演模型相比单一特征波段反演模型精度有所提高,R2为0.66~0.72,RMSE为0.12~0.14;其中mNDVI构建的LAI估算模型（LAI=exp(2.76~1.77/mNDVI))精度最高（R2=0.72,RMSE=0.13）。无人机高光谱遥感是快速、无损监测农作物生长信息的有效手段,为指导精细化尺度作物管理提供依据。     

无人机三维航路自适应跟踪控制

针对无人机自动驾驶仪参数标称值偏离实际值情况下的航迹跟踪问题,提出一种无人机三维航路自适应跟踪导引律。首先在无人机自动驾驶仪参数无偏离的条件下,推导出能够跟踪三维航路的速度指令、航迹倾斜角指令和航迹方位角指令,并使用Lyapunov稳定性理论证明了跟踪系统全局渐进稳定;之后考虑自动驾驶仪参数标称值偏离实际值的情况,设计自适应算法在线估计自动驾驶仪参数,得到无人机三维航路自适应跟踪导引律。仿真实验表明所提出的自适应跟踪导引律能够使无人机在自动驾驶仪参数偏离条件下有效跟踪三维航迹。     

无人机自主飞行航迹规划研究

在分析无人机飞行轨迹问题的基础上,建立二维、三维情况下的航迹规划模型,求得在飞行高度安全的前提下无人机的最短飞行轨迹。作出模型的基本假设,根据维数给出目标探测概率的计算过程以及最短航迹的规划思路。通过设计具体的仿真环境,对不同维数情况下的航迹分别进行求解和分析,验证了模型的合理性。     

改进的桥梁三维重构及裂缝检测系统

针对桥梁病害检测问题, 尤其是损害程度较高的裂缝检测, 结合已有的桥梁检测系统, 本文提出一种改进的桥梁检测系统, 改进后的系统硬件是大疆M210-RTK无人机, 软件由图像数据获取模块、裂缝检测模块、3D模型构建模块构成. 其中, 裂缝检测模块增加了裂缝长宽计算功能, 对裂缝分段迭代后进行曲线拟合求取长度, 骨架法计算宽度. 在实验中设置无人机的飞行轨迹、扫描间距, 拍摄距离以及对待检测桥梁桥墩分区域编号, 最终拍摄了200张桥墩桥面图片和采集了桥梁视频数据. 通过对桥墩桥面裂缝种类的识别和裂缝长宽计算, 更全面的了解了裂缝信息及危害程度, 减少了后期人工测量, 并结合Ubuntu 16.04系统, 使用直接稀疏里程计法(DSO)进行桥梁3D建模, 3D模型能够方便直观的展示桥梁概况. 改进后的系统稳定, 方法省时省力, 适用性广, 特别是对一些跨海大桥及周边环境复杂的桥梁检测具有重要意义.     

无人机航拍图像中裸露地表的识别

电力输电线路下方或附近的无覆盖物的裸露地表,是引起输电线路事故的主要隐患之一;从无人机电力巡检航拍图像中识别裸露地表可以预防类似事故的发生;由于Mask RCNN识别无人机电力巡检航拍图像中裸露地表的精度较低,提出一种图像特征融合的方法,即人工提取HOG和LBP两种不同的图像特征,经过不同权重的融合共同表征图像中裸露地表区域的特征,再对SVM进行训练并用于识别;实验结果表明,采用该方法识别率可以达到80％以上,识别时间少于60 ms;HOG和LBP两种特征在进行融合时,当两种特征的数量级相当时,得到的识别率最高;可见,该方法在具有较高识别率的同时,具有比较好的实时性,适合于无人机机载平台对航拍图像的初筛,且训练时间较少,权重参数规模小,为无人机航拍图像中目标物的识别提供一种新思路.     

无人机网络中支持视频传输的MAC协议

针对无人机自组织网络视频业务传输的低时延需求,设计一种轻量级的最低时延保障接入协议(LADP).该协议结合无人机作战网络动态性强、节点密度小的特点,采用多RTS周期、单CTS周期的特殊时隙结构和协同式的信道竞争机制.仿真结果表明,在载荷λ≤0.8的典型无人机网络条件下,LADP协议的最大分组接入时延控制在55 ms以下,可为视频业务提供良好的传输保障.     

基于双目视觉的无人飞行器目标跟踪与定位

针对小型无人飞行器跟踪目标的问题,提出了一种基于双目视觉和Camshift算法的无人飞行器目标跟踪以及定位算法。双目相机得到的左右图像通过Camshift算法处理可得到目标中心特征点,对目标中心特征点进行三维重建,得到机体坐标系下无人飞行器与目标间的相对位置和偏航角,应用卡尔曼滤波算法对测量值进行了优化,将所得估计值作为飞行控制系统的反馈输入值,实现了无人飞行器自主跟踪飞行。结果表明所提算法误差较小,具有较高的稳定性与精确性。