基于视觉图像的四旋翼无人机飞行控制研究

为了利用视觉图像中信息的无源性、实时性以及机载控制器的自创性等特性，解决无人机信源易干扰、有延时、受制约的问题，分析了“十”字型四旋翼无人机的动力结构、控制原理以及无人机飞行过程中位姿方程、动力方程之间的相互关系，完成了四旋翼无人机六自由度信息和飞行控制四元素输入信息之间的转换，设计了基于合作目标匹配的无人机视觉图像自主控制算法。结果表明，在实测值为零时，即可完成自主降落功能。该算法可以实现简单环境下四旋翼无人机的自主降落。这一研究对无人机的自主化、智能化发展具有一定的帮助作用。     

一种基于视觉识别的无人机导航算法

近年来,随着无人机与数码相机技术的发展,无人机航测以其高效、精确、作业成本低和适用范围广等特点,在地表复杂地区高分辨率影像的获取方面优势明显.但无人机像片的后续处理需要布设大量像控点,工作量大且耗时耗力,特别是在地表复杂地区工作难度更大.如果采用精准定位的手段计算出拍照瞬间照片中心的精确位置和姿态,则可以节省大量施工投...     

用于无人机导航的光流测速优化方法

针对在无人机视觉导航过程中光流信息易受前景运动物体与噪声影响造成测速精度下降的问题,基于Mean-Shift算法提出了一种光流测速优化方法。该方法使用Lucas-Kanade光流算法计算出稀疏光流后,采用改进的Mean-Shift算法对光流数据进行聚类处理,根据速度的一致性剔除光流数据中的干扰项。实验结果表明,该优化方法可以有效地减少前景运动物体和噪声对无人机光流测速的影响,提高无人机测速的精度。     

基于SIFT算法的无人机视觉导航研究

针对无人机在飞控信道被阻塞和失去卫星定位信号的情况,研究了依靠自主视觉导航来提高生存能力的可能。图像特征信息的获取和匹配是建立图像间的对应关系、实现视觉导航的关键,基于SIFT算法对无人机俯拍图像进行了局部特征的提取、描述和匹配研究,实验结果表明了SIFT算法在无人机俯拍图像的景象匹配中的不变性和准确性,证明了该算法在无人机视觉导航中的应用潜力。     

基于单目摄像机的无人机视觉导航参量估计方法

针对无人机视觉导航参量估计精度低、计算复杂的问题,提出了一种基于单目视觉的无人机导航参数提取方法.该方法首先分析了单目摄像机情况下物理坐标、摄像机标定坐标之间的关系,并利用单目摄像机拍摄图像的时空相关性建立测量参数的计算模型,有效避免了传统多目摄像机图像存在的同步对准问题;接着,推导了测量参量同坐标参量的相互关系,并给出了参数方程的近似估计,推导了求解约束参量的最小二乘(LS)计算过程;最后,为克服LS无法克服测量噪声干扰的实际情况,进一步提出了采用最小均方算法在传统一步计算结果的基础上进行迭代优化计算,有效提升了计算过程的抗干扰能力.实际的场地实验结果表明,本文方法保持了较高的计算精度和抗干扰能力,在两种测试环境下平均误差均控制在2个像素以内,具有优秀的应用价值.     

基于视觉导航的无人机自主精准降落

针对传统导航方式精度低、误差大等问题,结合视觉导航设计了一种基于ArUco码的着陆标识。对机载相机采集的实时影像进行图像处理,利用世界坐标系与像素坐标系的映射关系建立无人机位姿估计模型,以特征点坐标解算得到当前无人机与着陆标识物之间的相对姿态估计值,设计并融合误差模型进一步提高定位精确性。通过无人机室外实际应用实验证明,设计的降落标志及新型识别算法大大提高了无人机自主降落的精准性,能更好地满足在军事无人机等高精度降落要求场合的应用。     

无人机视觉导航中的图像处理及位姿解算

在无人机自主着陆过程中,无人机视觉导航系统利用跑道图像解算出无人机的位置姿态信息,为飞行控制系统进行自主着陆控制奠定基础。对视觉导航系统中图像处理及位置姿态解算进行了分析和研究。基于模板匹配进行跑道识别;利用Hough变换提取跑道图像特征;采用最小二乘法对检测出的跑道边缘直线进行拟合并得出其在图像坐标系中的直线方程;基于空间的坐标关系变换,利用推导出的算法对无人机位置姿态进行了解算,并利用实际图像对所用算法进行了实验验证。     

面向无人机城市空中视觉导航仿真平台实现

系统仿真是无人机飞行导航与控制程序设计的重要手段,面向城市空中交通场景视觉导航算法设计的开发需求,首先调研了针对无人机所开发的多种飞行器仿真模拟平台,确定了基于Airsim搭建所需城市空中视觉导航仿真平台的技术路线,并进一步详细介绍了该仿真平台的搭建方法,最后给出了该仿真场景的搭建结果.     

基于视觉处理的四旋翼无人机自主导航系统设计

文章论述的四旋翼无人机由两个核心部分组成,其一,是以安装有OpenCV库的树莓派为核心的视觉识别部分,其二,是以Ti公司的C2000芯片为核心的飞控部分。系统通过树莓派检测周围环境,获得当前飞行器的姿态以及相对于目标的位置矢量,将数据按格式打包并交付至飞控芯片,经过飞控计算处理,控制无人机姿态以到达指定目标位置。     

基于条件GAN的无人机智能光通信

首先介绍了无人机激光通信技术的先进性和重要性,然后引入深度神经网络(DNN)来开发无线端到端通信系统,其中DNN被应用于:编码,解码,调制和均衡。准确的信道状态参数(CSI)是计算DNN所必须的,但在激光通信系统中,信道信息很难提前获得或随时间和环境变化很大,本文将使用条件生成对抗网(GAN)来表示信道效应,其中发射机的编码信号和与导频数据相对应的接收信号将用作条件信息。通过对加性高斯白噪声(AWGN)和对数正态信道的仿真结果表示,该方法可以做到无明确CSI情况下完成高质量传输。     

无人机卫星导航的接收定位故障实验

向飞行提供精确的方向和位置坐标,并且根据姿态信息对飞机飞行的状态进行预测,这些就是组合定位定向导航系统需要完成的任务。结合了相关竞争能定位软件的应用,在最大程度上保证了无人飞机的自主飞行。但是在精确定位中,总会有故障发生,这就需要将故障资源合理分析,并针对相关分析结果,优化无人机卫星导航定位技术。     

基于单目视觉的无人机障碍探测算法研究

针对低空飞行无人机的避障问题,研究了一种基于单目视觉的障碍物深度提取算法。在无人机前视摄像机获取的图像中,通过Harris角点检测算法提取角点作为特征点,使用归一化互相关算法进行角点的匹配,根据图像序列中特征点间距离的变化和无人机的运动计算障碍物的深度。对用于单个障碍物深度计算方法进行了改进,使用RANSAC算法区分不同深度的障碍物。仿真表明,该算法可以有效发现并区分不同深度的障碍物。     

基于FPGA的无人机撞击混凝土靶过载测试系统

针对当前无人机撞击混凝土靶过载试验测试过程复杂、成本高且存在测试盲区等问题,设计了一种无人机撞击混凝土靶过载测试系统。该系统以FPGA为主控单元,结合双平面工作方式的大容量FLASH芯片,实现过载测试数据的存储及回传,通过软件碰撞仿真和模型机试验确定传感器的选型和设备安装位置。该系统已成功应用到真机撞击试验,并测得撞击过载峰值为2502g,撞击速度198m/s,经实测试数据与仿真数据对比分析,验证了系统的可靠性。     

无人机用MINS/光流组合导航系统

目的：减小因为惯导系统在无人机长航时飞行时的误差。方法：提出了一种用INS/光流/磁强计组合导航方案,基于扩展卡尔曼滤波,将INS与光流数据融合,估计无人机的速度和位置。当无人机静止或匀速运动时,将陀螺仪与加速计、磁强计的数据融合,估计无人机的姿态;当无人机加速或减速时,用陀螺仪估计无人机的姿态。结果：在不使用组合导航时,在大约50米的行驶路程中,就出现了近8米的累积误差,而使用组合算法后,所产生的误差不超过1米。结论：该方案有效的减少导航时的速度、位置和姿态的误差,提高导航精度。     

基于机器视觉和激光雷达的车辆智能导航系统

常规的车辆智能导航系统无法准确计算其与前方障碍物之间的距离,因此,基于机器视觉和激光雷达设计了车辆智能导航系统.在车辆智能导航系统的硬件设计中,设计视觉传感芯片外围电路,配置视觉传感芯片电路元件参数,保障视觉传感装置的稳定运行,设计激光雷达温度补偿装置,保证激光雷达装置的电路稳定.在车辆智能导航系统的软件设计中,去除图...     

基于北斗导航的植保无人机定位设计

农用植保无人机是农业植保领域的重要设备,具有效率高、运行费用低的特点,已经逐渐取代了人工植物保护,成为农业植保领域的中流砥柱.研发和制作出高精度的基于北斗导航植保无人机定位系统是将来农业植保无人机推向市场的重要冲破点.长期以来则一直是各大高校研究的热点,且在实际使用过程中获得了长足的发展.GPS是应用在多旋翼无人机上完成独立飞行的普遍使用方式.而国内的BDS定位体系是在GPS、"格雷纳斯"、"伽利略"卫星导航系统之后,由本国自主研发、拥有全部知识产权,稳定覆盖亚太地区的一种全新定位方式.     

无人机干扰预警雷达作战仿真系统研究

本文建立了预警雷达模型、雷达检测模型和雷达威胁模型,并在此基础上设计了无人机与敌方预警雷达的交互系统,最后设定具体作战背景,实现了一种无人机干扰雷达作战仿真系统,为无人机的作战使用提供了一种参考.     

自主空中加油视觉导航系统中的锥套检测算法

在软管式自主空中加油视觉相对导航系统中实现锥套的准确检测至关重要,由于加油机尾流及气流的影响,做随机运动的锥套区域的准确检测是具有一项挑战性的任务。将加油机锥套检测考虑为运动目标检测问题,提出了一种多尺度低秩和稀疏分解锥套检测算法。首先,对锥套图像序列进行平稳小波分解,得到多尺度低频图像序列;再将较粗尺度低频图像序列获得的目标作为下一较细尺度低频图像序列的目标可信图,再进行该尺度的低秩和稀疏分解获得稀疏项,即目标锥套区域。通过在真实加油机锥套图像数据上的实验结果表明,所提算法在进行锥套检测时是有效的。     

无人机系统在森林防火方面的应用及其发展

根据我国林业环境的特点,对在森林防火中无人机系统的优势做出简要概述。阐述了无人机系统的组成部分。国内外无人机在各个领域的应用和现状。国内针对森林防火无人机系统的研发起步较晚,与发达国家有一定差距。但随着无人机系统的快速发展,未来我国无人机系统会对林业经济发展做出巨大贡献。