基于STM32的消旋控制系统的设计

为了消除飞行器机体旋转对其上所带相机姿态的耦合影响,实现对目标图像的消旋控制,设计了一款以STM32微控制器为核心的光电稳定伺服控制系统。该系统利用高精度角速度陀螺仪,实时采集机体旋转参数,利用参数自适应模糊PID控制器调节PID参数,通过闭环控制消除机体旋转对相机姿态的耦合影响。实践结果表明,本设计各项参数及指标均符合实际工作需要。     

电视跟踪系统的图像消旋原理

在机载电视跟踪系统中，由于平台框架相对载机的转动会引起电视图像的旋转，消旋系统就是要消除它的影响。消旋的依据是保证“ＣＣＤ正向”与“消旋正向”的一致。消旋角是框架相对载机姿态角的函数。     

四轴飞行器姿态控制系统设计

四轴飞行器具有不稳定、非线性、强耦合等特性,姿态控制是四轴飞行器飞行控制系统的核心;通过分析四轴飞行器的飞行原理,根据其数学模型和系统的功能要求,设计了四轴飞行器的姿态控制系统;该系统采用stm32系列32位处理器作为主控制器,使用ADIS16355惯性测量单元等传感器用于姿态信息检测;系统基于模块化设计的思想,各传感器都使用数字接口进行数据交换,结构简单;使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,实验结果表明,飞行器能较好的稳定在实验平台上,系统满足四轴飞行器室内飞行姿态控制的要求.     

基于STM32的四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器控制系统的性能决定了飞行效果的优劣,如何改善飞行控制系统使其拥有更良好的表现成为近几年的研究热点。根据四旋翼飞行器的飞行原理,设计了一种新型四旋翼飞行器控制系统。该系统以STM32作为主控制器,配合各姿态传感器实现飞行器姿态及位置的控制,并结合以姿态角为主要误差源的双环结构PID控制器,提高了飞行器的平稳性。经实际飞行验证,该飞行控制系统方案能够取得较稳定的飞行效果。     

四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器姿态控制是四旋翼飞行器控制系统的核心. 通过分析四旋翼飞行器的飞行原理,模型建立,设计了四旋翼飞行器的姿态控制系统;在该系统中采用STM32系列处理器作为主控芯片,MPU6050三轴加速度集和三轴陀螺仪惯性测量单元、磁力计等传感器用于姿态信息检测. 本文中传感器使用结构简单的数字接口对数据进行交换,运用模块化的思想对系统进行设计. 使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,最终实验结果表明,在实验平台上四旋翼飞行器飞行效果稳定,系统满足四旋翼飞行器飞行姿态控制的要求.     

六轴旋翼碟形飞行器控制系统软件设计及仿真研究

采用了控制不同电机转速组合的方法,对六轴旋翼碟形飞行器进行姿态控制,使六轴旋翼碟形飞行器在不同姿态下飞行时具有较好的性能;为了实现六轴旋翼碟形飞行器的飞行控制,对飞行器的控制系统进行了初步的设计,并且给出了控制系统软件设计流程图;同时以ProtuesISIS软件为基础建立了六轴旋翼碟形飞行器控制系统的仿真模型,并进行了仿真,仿真结果显示该控制系统能够满足六轴旋翼碟形飞行器起飞、悬停及降落等控制姿态的要求。     

无人旋翼飞行器自适应飞行控制系统设计与仿真

为了设计出能适应不同飞行任务的无人旋翼飞行器飞行控制系统,讨论了模型逆控制器原理.提出了神经网络补偿控制器及其权系数在线算法,分析了综合控制器稳定性.导出了无人旋翼飞行器旋转动力学逆控制器和平移动力学逆控制器,设计了姿态内回路控制器和轨迹外回路控制器,确定了共轴旋翼转速驱动电机的控制分配策略.规划了组合机动飞行科目来模拟自动飞行任务.通过仿真验证了自适应飞行控制系统对无人旋翼飞行器水平垂直运动、悬停和航向运动的飞行控制能力.结果表明,所设计的飞行控制系统具有自适应性和鲁棒性,能实现姿态与轨迹的稳定和跟踪控制.     

四旋翼飞行姿态测试平台设计及稳定性分析

四旋翼飞行器非线性、强耦合以及欠驱动的特性极大地增加了算法设计与姿态控制的难度。为了减少四旋翼飞行器飞行过程中不必要的干扰因素和事故率,自主设计了四旋翼飞行姿态测试平台。通过对系统进行受力分析和动态建模,采用能够快速稳定的双闭环串级PID控制算法设计了姿态控制器,并使用卡尔曼滤波算法进行姿态估计,然后分别在Matlab环境和平台上验证了飞行姿态的稳定性。实验结果表明了平台设计的合理性和可行性,是一种有效的四旋翼飞行姿态测试平台。     

航空相机稳定平台控制算法设计及其像移补偿

飞行过程中飞机姿态角速度变化会对摆扫式航空相机产生干扰,另外相机在拍摄时飞行方向上的景物与感光介质之间存在相对运动。为消除姿态角速度的干扰和前向像移,设计了一种基于F28335的机载相机两轴稳定平台系统。探讨了伺服控制系统的算法选择,介绍了硬件结构和软件流程。通过摇摆台试验证明,该两轴稳定平台动态精度高、运行可靠,满足相机拍摄时序和精度的要求。     

基于多传感器的四旋翼飞行器硬件系统设计

四旋翼飞行器由于其简单的机体结构与较为复杂的姿态控制,近年来在军用和民用领域广泛应用。旨在通过四旋翼飞行器飞控平台的搭建,实现对飞行器姿态的稳定控制。首先论述了四旋翼飞行器的飞行原理与机械结构,给出了硬件系统总体结构。在对各功能模块整合的基础上,实现基于多传感器的控制系统硬件电路设计。仿真与实验证明：多传感器使用过程中,通过卡尔曼滤波进行姿态数据的融合,有效地解决了加速度计、陀螺仪易受外界干扰问题,所设计硬件系统在飞行实验中性能稳定,为四旋翼的稳定控制提供了参考。     

一种基于Gabor小波的制导精度预测方法

在无人驾驶飞行器的自主制导系统中，一般采用下视景像匹配制导技术对飞行器的具体位置进行精确自主定位。为了提高制导精度，减少误匹配，飞行前需要在基准图上进行航迹规划，就是在飞行区域中选择出一些匹配概率肓的匹配区。在选择过程中，匹配概率的计算尤为重要，用相关匹配定义计算虽然准确但耗时巨大。文章提出了一种基于Gabor小波特征的匹配概率预测方法。实验表明，该方法能较快地预测出匹配概率，精度也较高。     

激光异物清除器装置研究

目前清除架空输电线路上异物的方法主要是依靠人工方式或者借助无人机等遥控操作装置,这些操作耗时耗力且带电作业有一定的危险性,不能适应复杂的输电线路环境。随着激光技术的应用越来越广泛,利用激光清除电线异物已经成为现实。为了更好地实现切割效果,提高切割效率,文章结合数字图像处理技术,提出了一种基于转台伺服控制的激光除异物系统。通过架设在双自由度转台上相对固定的摄像头和激光发射装置达到识别跟踪并切除异物的效果,以图像解析结果为反馈,控制转台的转动方向和角度,从而确定激光发射的位置。为了有效确定切割目标,利用图像处理技术中的特征识别法进行异物识别与跟踪,并通过Hough直线检测识别出线缆,确定切割方向。实验表明,在转台满足精度指标的情况下可以有效清除规定范围内的目标异物,切割速度较快,适用范围较广。     

高性能火箭探空仪研究与实现

针对高性能火箭探空仪探测参数多、数据处理密集、控制复杂、实时性强等特点,提出了主-从处理器体系结构和构造模型链的实时多任务调度方法;采用在系统可编程技术(ISP)实现系统重构和传输数据加密、解密编码。该方法可应用于其它类似飞行器的数据处理。     

基于知识的飞行器外形设计系统研究

针对飞行器外形设计的复杂性、往复性特点,提出了基于知识的飞行器外形设计系统体系结构。利用飞行器方案设计专家系统推理的结果,开发了基于UG平台的飞行器外形设计系统,实现了飞行器外形的自动式建模和向导式建模。融合飞行器外形设计的设计规则和经验知识,设计了基于UG/KF的飞行器各部位的知识特征模型。由此设计完成的飞行器外形模型可脱离该设计系统进行修改设计,从而满足了重复设计的需要,提高了设计效率。     

基于数学平台的实时图像消旋系统

针对两轴光电经纬仪动基座跟踪目标时,视轴无法隔离载体扰动造成图像旋转现象,本文提出了一种基于数学平台的电子消旋方法,采用捷联式惯导系统+DSP+FPGA的硬件系统通过反向旋转和双线性插值对图像进行消旋和填充,完成视频恢复,该系统已成功应用于小型舰载经纬仪上,可完成720×576×24大小彩色视频图像的恢复,输出帧频25f/s,图像质量良好,系统输出误差小于1个象元。     

基于混沌和比特级置乱的并行图像加密算法

文章提出一种基于混沌和比特级置乱的并行图像加密算法--CBLP算法。该算法主要包含3种基本运算：像素位置置换、比特旋转（BR）以及像素值异或（XOR）运算,其中位置置换用于置乱像素位置,BR和XOR运算用于扩散图像的像素值。另外,为充分利用当前异构处理平台的计算资源以大幅提升算法的执行效率,文章在NIVIDIA GeForce GTX 580 GPU上使用OpenCL技术并行实现了该算法。实验结果和数值分析表明,CBLP算法具有较高的加密效率和良好的安全性,可以有效地应用于实际加密当中,具有较高的应用价值。     

飞行器在直角坐标系中定位方法研究

本文提出仅用星敏感器进行自主导航定位方法。通过大气折射数据确定飞行器高度,用星敏感器间接测量飞行器到地心的方向矢量,从而确定飞行器在地球直角坐标系中三维坐标。     

飞行器在直角坐标系中定位方法研究

本文提出仅用星敏感器进行自主导航定位方法。通过大气折射数据确定飞行器高度，用星敏感器间接测量飞行器到地心的方向矢量，从而确定飞行器在地球直角坐标系中三维坐标。     

基于FPGA的高速高质量图像旋转

为了进行高质量、高速的图像旋转变换 ,通过对传统图像旋转矩阵的分解 ,将图像在二维空间中的旋转运算分解成为三次一维空间内的平移运算 ,从而将用于图像旋转运算的二维插值运算简化为在一维空间中进行的一维插值运算。为了保证图像旋转后的质量 ,采用 3阶 B-样条对每次平移后像素点的灰度值进行插值运算 ,并提出了一种基于 IIR和 FIR数字滤波器的 3阶 B-样条插值法的高速实现方案 ;最后针对 2 5 6灰度级 ,2 5 6× 2 5 6像素的图像设计出一种基于 FPGA的高速、高质量的硬件图像旋转及显示系统     

基于区域特征提取的景像匹配新算法

提出了一种基于图像区域特征的模糊熵差景像匹配新算法：针对两幅不同时相图像,该方法先进行区域特征提取,然后通过构造模糊熵差匹配度量函数来实现图像的自动匹配。与传统的算法相比,该算法具有明显的抗几何失真和高斯噪声的能力,且实时性也较好,为飞行器实时景像匹配提供了一种可行方法。