基于单目视觉的旋翼无人机定位系统设计

随着航空科技的不断进步,为了完成载人飞机无法完成的高危险任务,无人机的发展受到了广泛关注。传统的位置信息获取依赖GPS和IMU传感器,但在城市楼宇、室内区域,GPS难以准确获取位置信息从而失去效能,而机载IMU传感器又常常会出现较大的姿态角积累误差给无人机的导航带来一定的难度。针对室内或复杂未知环境下无GPS等外部定位辅助系统的无人机的自主定位和导航问题,文章提出一种轻量级、低成本、实时性强、稳定性高的基于单目相机的视觉定位系统方案,搭建了定位系统的硬件和软件架构,研究了单目视觉定位算法,该系统能准确获取无人机的自身位置信息,辅助无人机自主导航、姿态控制等任务顺利执行。     

无人驾驶飞机的GPS导航系统

本文介绍了目前无人驾驶飞机（无人机）的几种定位和导航方法，提出了一种新的无人机导航系统：ＧＰＳ导航系统；论述了该系统的总体方案，分析了其关键技术；设计并实现了系统的硬件和软件。该系统可自主导航，也可用遥控系统辅助导航，还可用遥测系统监测；可只用ＧＰＳ单机，也可借用遥控信道进行ＧＰＳ差分。这是一种应用前景很好的无人机导航系统。     

基于AprilTag二维码的无人机着陆引导方法

计算机视觉导航技术具有精度高、不受电子干扰,成本低等特点,被誉为未来无人机自主定位的必备手段之一.作为新的定位手段,我们需要在实验室搭建仿真平台来进行大量的模拟训练.将虚拟现实、可视化技术与计算视觉导航算法紧密结合起来,开发了一种基于虚拟仿真环境的无人机视觉自主定位仿真验证系统.在场景中构建虚拟摄像机、棋盘格以及合作二维码标签,在虚拟场景中进行相机标定,并用标定得到的内参解算得到基于标签定位的位置参数,实时计算和输出位置参数.实验结果表明:该仿真系统可以对场景中虚拟相机进行准确标定得到虚拟摄像机的内参,解算定位参数误差在0.2m以内,满足无人机自主飞行以及降落的精度要求,并具备良好的用户显控界面,验证了基于视觉无人机自主定位算法的可行性.     

基于无人机平台的迭代时差定位方法

相较传统的地面或空中大型平台,无人机平台的高灵活性、高机动性等特点使其在时差定位时具有灵活选择定位基线的能力.针对无人机平台这一特点,本文从时差定位的原理出发提出一种适用于无人机平台的迭代式时差定位方法.该方法改进了原有的脉冲配对算法,将系统定位精度与抗模糊能力相结合,解决了系统定位精度与抗高重频模糊能力随基线变化的矛...     

基于MEMS技术的微型组合导航传感系统研究

大型无人机的航姿系统、大气数据系统及惯性导航系统等导航设备因结构复杂、体积、重量大及价格昂贵等因素,无法在微型无人机(MAV)上使用.本文采用PC104嵌入式微机、MEMS集成技术、数据融合技术及GALILEO技术,实现了一种用于微型无人机的微型组合导航传感系统.以C语言及汇编语言作为系统软件的开发平台,增强了系统软件的可维护性及可扩展性.该系统集飞机航姿系统、大气数据系统、惯性导航传感器等功能于一身.实验室和现场的测试结果表明,该传感系统提高了导航精度,简化了结构,缩小了体积,减轻了重量.该系统拟用于微型无人机.     

“北斗”导航系统和无线电台在无人机监控系统中的应用

针对GPS系统为美国军方控制的现状,研究了以我国已具备区域导航定位的能力的"北斗"卫星导航系统和无线数传电台为核心的无人机状态监控系统。系统以MSP430系列处理器为控制单元,利用UM220"北斗"导航接收机获取无人机的状态信息,通过无线数传电台EL805将机载信息发送至地面监控中心以及接收地面监控中心的控制指令,并利用虚拟仪器软件LabVIEW开发无人机监控平台,实现无人机飞行姿态的监控。引入范数的概念对"北斗"导航定位性能进行分析。实验测试表明,该系统运行稳定,人机交互界面良好,信息化程度较高。本研究对摆脱GPS,利用"北斗"实现无人机和通用航空飞机的导航和监控具有一定的参考价值。     

空中无人作战平台差分卫导与通信集成系统设计

提出了一种集成设计导航定位与数传通信的差分导航通信系统,以满足无人机对机载轻量化高精度导航定位的需求。该差分导航通信系统由地面站和机载设备组成：地面站完成差分卫导修正量生成与播发;机载设备接收地面站播发的差分卫导修正量,并结合本地卫导观测量实现高精度的实时动态定位。系统试验结果表明,该差分导航通信系统在50 km范围内具备亚米级精度的导航能力。     

基于无人机技术的输电线路检测和故障定位方法

针对现有技术中输电线路检测故障系统图像处理效率低、故障定位误差大等诸多问题,提出了一种新的基于无人机技术的输电线路检测与故障定位方法。在无人机中应用单目摄像头获取输电线路的视觉图像,并将每个图像发送到地面工作站,使用纹理过滤和图像校正方法来解决图像处理中摄像镜头畸变和噪声直接干扰的问题,大大提高了输电线路故障检测的精度,该研究还在无人机中增加了卫星导航与惯性测量单元附加传感器,通过不同概率密度函数提高无人机空间定位估计,即使在黑夜与大雾天气中,也能够实现输电线路检测和故障定位。仿真结果表明,该研究拟用方法实用性强,多次实验故障定位的准确性均在90%以上。     

一种新型无人机自定位方法分析

一般情况下,无人机采用GPs／GLONASS／北斗等组合导航方式。但是,由于GPS／GLONASS／北斗等导航信号抗干扰能力比较弱,容易受到干扰而不能使用,因此解决在无卫星导航信号情况下如何实现无人机的自定位问题非常重要。提出了通过在地面设置应答机的方式来实现无人机系统的自定位,并对定位精度进行了理论推导和仿真计算,仿真结果表明可以通过对应答机的合理配置来提高无人机的自定位精度,很好地解决了当前复杂电磁环境下的无人机自定位问题。     

无人机地形匹配辅助导航系统设计与仿真

根据无人机的飞行任务需要, 提出一种适用于无人机的地形匹配辅助导航系统。该系统采用TERCOM算法和SITAN算法相结合的地形匹配组合导航算法, 以满足无人机机动飞行情况下连续匹配的要求。为验证系统的有效性, 根据真实地形数据, 建立由数字飞机、飞行控制系统、惯性导航系统和地形匹配系统组成的闭环仿真平台, 研究了不同飞行条件对导航精度的影响。仿真结果表明, 该系统能够有效提高无人机的自主导航精度, 具有较高的工程实用价值。     

近红外星图全天时定位技术导航应用的可行性研究

随着红外探测器和拍星技术的迅速发展,利用近红外进行全天时星光目标探测已经成为可能。对近红外全天时星光图像进行了特性分析。近红外星光目标提取、星光目标定位误差修正方法的研究与改进将会给导航系统带来新的革命,使得全天时导航的稳定性与可靠性变得更佳。根据近红外星图技术及其发展状况,结合目前典型导航平台的需求,分析了基于近红外星图全天时定位技术在导航平台上应用的可行性。对其中的典型关键技术进行了论述,为该领域的研究与应用提供了相应的依据。     

基于逆向无源定位的辐射源目标地图导航

针对导航的多样化发展趋势,提出了一种基于逆向无源定位的辐射源目标地图导航新方法,以已知坐标位置的辐射源目标为参考点,通过无源定位方程的逆向求解实现了运载体的单站独立导航和多站协同导航,并对该方法的基本原理、实现形式、重要特点以及所涉及的主要关键技术进行了详细的阐述,对其应用前景进行了分析,从而为抗干扰、反欺骗、多样化导航应用提供了新的参考。     

智能车载终端数据处理的优化设计

通过分析传统的GPS和车辆航位推算导航系统定位方法的不足,提出使用GPS/DR组合导航技术来获取定位数据,并使用一种新的数据融合方法优化定位数据,通过CDMA 1X无线数据网络改善传输方式.经过实验验证,此优化方案为车辆的实时监控提供了稳定可靠的实时数据传输,提高了ITS系统的性能.     

The electronic motorist

The shortcomings of the human driver are getting help from emerging technologies in the guise of navigation systems, engine immobilizers, night vision assistance, automated collision alert, air bag systems, low tyre pressure warning system, and fuzzy logic. The author describes these technologies. In particular the author describes some of the LCD display navigation systems, and intelligent transportation systems, including vehicle location, of which navigation is a component     

现代OS导航信号中HRC相关间隔的优化设计

目前接收机基于环路的多径抑制主要采用窄相关和HRC技术,而在实际应用中HRC技术对不同调制方式的现代导航信号采取的相关间隔也不同。针对上述问题,通过对几种现代导航信号的鉴相范围和多径抑制性能进行分析,给出在现代导航信号中HRC鉴别器算法相关间隔的优化设计方法。仿真可见:不同现代导航信号下HRC相关间隔的优化选取也不同;带宽较宽时,鉴相范围随相关间隔增大而增大,多径抑制性能随相关间隔减小而提高;带宽较窄和相关间隔较小时,在一定鉴相范围内减小相关间隔并不会再提高现代导航信号的多径抑制性能。提出的相关间隔的优化方法具有创新性,研究成果具有重要理论价值并已应用到GNSS接收机中。     

激光自适应引信的设计

激光引信在军事上发挥着越来越重要的作用。然而在打击目标时,由于导弹的旋转,目前技术很难解算出导弹距离地面的高度,因此给精确打击目标带来一定困难。激光自适应引信方案旨在解决此问题。首先论述了激光引信的工作原理,然后介绍了本方案的理论基础,最后论述了方案中关键技术、解决方案及本方案的优点。     

基于微服务架构的高精度室内外综合位置服务平台设计

给出了一种高精度、综合性位置服务平台设计方案,该方案将北斗高精度定位技术、惯性导航技术及融合室分UWB等技术相结合,采用微服务架构集成多种定位产品,集位置解算、电子围栏、路径导航、多源数据融合分析等多种服务为一体,可为用户提供服务弹性扩展、功能模块敏捷开发和快速发布,同时采用“边云融合”方式部署满足大容量并发处理承载能力,并在智慧港口领域进行了试点应用,验证了平台性能。积极探索5G与北斗技术的融合共建,助力产业互联网发展。     

舰船综合导航系统发展研究

本文首先介绍了舰船平台现有的导航手段的优缺点、以及国内外舰船综合导航系统的发展现状，阐述了舰船综合导航系统数据融合处理架构，分析了异常检测、误差修正、数据融合等可提高导航精度的关键技术。最后，探讨了舰船综合导航系统的发展趋势。     

Intelligent location models for next generation location-based services

To become truly ubiquitous, next generation location-based services (LBS) will have to rely on mobile platforms upon which multiple sensors and measurement systems have been integrated to provide continuous, three-dimensional positioning and orientation. Such technologies are explored today for example in mobile mapping systems, vehicle navigation systems and mobile robot navigation. Next-generation LBS also need theoretically sound methods to translate position into location information. The article addresses this problem: the transformation of position into meaningful and reliable location, and the transformation of location knowledge into positioning constraints. It suggests by this way an intelligent location model that integrates sensor fusion with spatial knowledge fusion via a feedback cycle. It is shown that this feedback cycle consists of three layers: spatial constraints, temporal constraints and spatiotemporal constraints.     

基于FPGA的GPS数据采集器的设计与实现

针对车载和机载卫星导航系统的数据采集问题,采用以现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）为平台的GPS导航系统数据解析方案。该设计以NMEA-0183协议的数据格式为基础,循环判断报文头、定位状态、校验位和结束位标志,根据逗号计数器的值决定提取所需要的导航信息,直至完成正确的解析。用Verilog HDL硬件描述语言完成了代码设计,并在FPGA内部生成硬件电路。仿真与硬件测试结果均表明该设计可提取导航系统中的定位信息。