基于模型预测控制的无人机时空协同航迹规划

为了求解同时实现空间协同和时间协同的多无人机时空协同问题,提出了基于分布式模型预测控制的多无人机在线协同航迹规划的方法。建立了由MPC（Model Predictive Control,）控制器、空间协同模块和时间协同模块组成的多无人机分布式时空协同航迹规划框架结构。MPC将时空协同问题转化为滚动优化问题,优先级的方法实现了空间协同和时间协同的解耦,同时改进了碰撞冲突消解规则,并设计了时间冲突消解规则,解决了分布式时空协同问题的动作一致性问题。仿真实验表明,该方法可以有效地实现多无人时空协同航迹规划。     

线性光隔PS8741在空中机器人电压监测中的应用

针对某型空中机器人机载电源监测电压存在的温度漂移现象,提出3种温度补偿方案:加入负温度系数热敏电阻、普通光隔线性化、直接采用线性光隔,最终选用高精度线性光隔PS8741;详细给出了PS8741的工作原理及典型应用电路,并对电路进行高低温试验;为便于数据处理,开发了基于MATLAB的图形用户界面(GUI);实验结果表明,利用PS8741测得电压线性度好,抗干扰性强,可有效抑制监测电压随温度漂移,为空中机器人的准确、安全飞行提供有利保障。     

基于时变向量场的多无人机编队集结控制方法

编队集结是无人机编队飞行的必要条件.固定翼无人机由于其速度可变范围有限,难以通过单一的速度调整的方式构成编队.本文提出了一种以路径调节为主、速度调节为辅的无人机编队集结策略,根据各无人机到达集结位置的最短预估时间确定集结时间.并提出一种时变向量场的构造方式,将水平机动的思想与时变向量场相结合,根据无人机的飞行状况通过时变向量场实时调整路径长度,同时调整自身速度,使各无人机都能在集结时间到达集结位置,且速度和航向角保持一致,从而实现编队集结.随后证明了系统的收敛性,并分析了实际情况中避撞问题的处理.论文用某型无人机的大偏差非线性数学模型对所提的编队集结方法进行了验证,证明了所提方法具有较好的实用性.     

基于ADV202的无人机序列图像压缩系统设计

针对高空无人机航拍图像序列需要高输入码率、高压缩比、低复杂度、精确定比以及实时压缩的需求,设计了一套基于ADV202＋DSP＋FPGA架构的高性能无人机序列图像实时压缩系统。该系统以ADV202为核心压缩芯片完成帧组图像的高效率JPEG2000编码,并通过DSP对图像序列进行帧组划分和帧组内运动估计以进一步提高ADV202对运动图像序列的压缩性能,通过FPGA实现对ADV202的配置和数据流管理。实验结果表明,该系统具有压缩比高,压缩速度快,恢复图像视觉质量好,定比性能好,低功耗和高稳定性的优点,具有良好的工程应用价值。     

弱纹理条件下无人机姿态参数估计

基于视觉定位的无人机在弱纹理环境下,位置容易产生漂移,针对该问题,提出一种基于改进Snake算法与ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)特征光流相结合的方法,对无人机运行参数进行估计,从而改善漂移.首先,采用高斯滤波对采集视频帧进行去噪处理;然后,计算视频帧灰度共生矩阵,判断是否均处于...     

利用图像校正的快速目标识别算法

提出了一种基于图像校正的快速目标识别算法,特别适合于航拍照片中地面上面目标的识别。算法可以使目标模型单一化,在很大程度上克服了目标识别模型复杂、数据运算量大、计算实时性差等缺点,提高了目标识别的实时性和精确性。首先对图像进行感兴趣区域的检测;对检测出的区域进行图像的正视校正;然后对校正后的区域进行特征提取;最后进行目标识别,并输出目标信息,完成识别过程。实验表明,该算法用于大倾角航片目标识别是有发展潜力和前途的。     

Detection of aircraft below the horizon for vision‐based detect and avoid in unmanned aircraft systems

Vision‐based aircraft detection technology may provide a credible sensing option for automated detect and avoid in small‐to‐medium size fixed‐wing unmanned aircraft systems (UAS). Reliable vision‐based aircraft detection has previously been demonstrated in sky‐region sensing environments. This paper describes a novel vision‐based system for detecting aircraft below the horizon in the presence of ground clutter. We examine the performance of our system on a data set of 63 near collision encounters we collected between a camera‐equipped manned aircraft and a below‐horizon target. In these 63 encounters, our system successfully detects all aircraft, at an average detection range of 1890 m (with a standard error of 43 m and no false alarms in 1.1 h). Furthermore, our system does not require access to inertial sensor data (which significantly reduces system cost) and operates at over 12 frames per second.     

基于改进YOLOv2和迁移学习的管道巡检航拍图像第三方施工目标检测

针对传统目标检测算法应用在无人机航拍图像上第三方施工目标检测和违章占压建筑检测的数据集少、检测率低等问题,提出基于Aerial-YOLOv2和迁移学习的航拍图像目标检测算法。首先,利用结合数据增强的迁移学习策略训练的网络来扩大数据集规模,并利用K均值聚类分析得到符合所提数据集特点的锚点框数量和尺寸;其次,通过自适应对比度增强的方法对图像进行预处理;最后,提出改进卷积模块替代YOLOv2中的卷积块并结合特征融合的多尺度预测方式进行目标检测。用不同的算法和训练策略在无人机航拍图像上进行对比实验,实验结果表明,Aerial-YOLOv2算法结合多种训练策略后,其准确率、召回率分别能达到95%、91%,每张图像检测时间为14 ms。由此可知,该算法适用于无人机航拍图像第三方施工目标及违章占压建筑的智能检测。     

高效液相色谱法测定三七地上部分维生素含量

采用高效液相色谱法测定三七地上部分水溶性维生素以及脂溶性维生素的含量。三七茎叶中与三七花中各检测出5种维生素,但种类有所差异,两者所检测出维生素标准曲线的相关系数均达0.9990以上。三七茎叶与花中所检测水溶性维生素均以叶酸含量为最高,平均含量分别为0.1291%,0.1910%~0.3163%;两者均仅检测出一种脂溶性维生素VK1,平均含量分别为0.0033%,0.0009%~0.0012%。本研究的方法操作简便,结果准确,为三七地上部分新食品原料的开发研究提供科学依据。      

旋翼飞行机器人的动力学建模与容错自适应控制

针对目前无人飞行器在受限环境执行作业时操控性和安全性不足的问题,设计了一种基于旋翼动力的碟式自主旋翼飞行机器人(rotor aerial robot,RAR),采用内置桨叶和冗余执行机构以增强飞行器的安全性和容错能力,采用内、外双旋翼系统和碟式机体构架以提高空气动力特性和操控性能.运用牛顿-欧拉方法建立了系统的6自由度(six-degrees-of-freedom,6-DOF)动力学模型,根据模型执行环节易受气动干扰或故障等因素影响而出现参数不稳定的问题,设计了容错自适应控制方法,在Matlab/SIMULINK环境下以飞行器的侧向通道控制为例进行了仿真实验,验证了旋翼飞行机器人具有良好的操控性和鲁棒性.