基于硬件Kalman滤波器的航拍云台姿态获取

航拍云台姿态获取是航空摄影中相机姿态校正的基本依据,介绍了一种基于硬件Kalman滤波器的航拍云台姿态获取的实现方法。设计中采用MPU6050作为系统的姿态传感器,它提供三轴角速度和三轴加速度数据。根据系统特征建立Kalman滤波方程对这些数据进行数据融合处理,Kalman滤波过程中的加减乘除浮点数运算由FPGA实现,外部数据的采集和时序的控制也由FPGA完成。经过对实际数据的处理实验,得出该硬件模块可以获得较为准确的航拍云台姿态,输出结果误差在-1.5°~1.5°范围内。     

感光测定在航空摄影图像处理中的应用

阐述了感光测定曝光条件确定原理和方法,讨论了感光测定在航空摄影曝光、影像质量控制、药液补充量控制、工作药液性能检测等航空摄影过程中的应用。     

基于数字式红外传感器的姿态测量盲区补偿法

单轴红外姿态测量系统在测量小型无人机姿态角时存在盲区,通过增加一组与原轴线相垂直的红外传感器,形成双轴姿态测量系统,对盲区进行补偿。两组红外传感器一定有一组位于倾角可测区域,通过测试目标轴的输出温差的大小,判断位于可测区域的轴线,可实现对目标轴姿态角的解算。首次采用数字式输出红外热电堆传感器设计实现了180°无盲区的姿态角测量模块,经过测试,其静态误差小于2°。     

基于一致性的小型四旋翼机群自主编队分布式运动规划

设计一种小型四旋翼无人机群起飞后自主形成正多边形编队的分布式运动规划方法.在四旋翼无人机的串级控制系统框架下,分布式编队控制器以简化agent模型为基础,同时采用平均一致性算法和有领导一致性算法,共同产生各无人机位置与偏航角的期望轨迹.讨论了达成最终协调目标队形的拓扑条件,并给出一种基于有向Hamilton环的通信拓扑设计方案.最后通过数值仿真验证了所提出算法的有效性.     

On Trajectory Tracking Model Predictive Control of an Unmanned Quadrotor Helicopter Subject to Aerodynamic Disturbances

In this article a model predictive control (MPC) strategy for the trajectory tracking of an unmanned quadrotor is presented. The quadrotor's dynamics are modeled using a hybrid systems approach and, specifically, a set of piecewise affine (PWA) systems around different operating points of the translational and rotational motions. The proposed control scheme is dual and consists of an integral MPC for the translational motions, followed by an MPC scheme for the tracking of the quadrotor's attitude motions. By the utilization of PWA representations, the controller is computed for a larger part of the quadrotor's flight envelope, which provides more control authority for aggressive maneuvering. The proposed dual control scheme is able to calculate optimal control actions with robustness against atmospheric disturbances (e.g. wind gusts) and with respect to the physical constraints of the quadrotor (e.g. maximum lifting forces or fixed thrust limitations in order to extend flight endurance). Extended simulation studies indicate the efficiency of the MPC scheme, both in trajectory tracking and aerodynamic disturbance attenuation.     

超轻型无人机光电侦察平台升降机构设计

为了解决搭载光电平台的无人机在飞行时受的阻力影响以及如何提高无人机的续航能力,增加无人机的飞行时间,针对此问题,设计了一种结构简单的无人机载光电侦察平台升降机构。光电平台工作时,通过升降机构伸出机外;光电平台停止工作时,收入机内,从而解决阻力的影响,另一方面,通过采用减轻升降机构重量,从而提高续航能力。升降机构采用碳纤维铝蜂窝夹层复合材料作为支撑板的主体材料,同以前应用的铝合金材料相比较,重量减轻4.5kg。经过多架次外场飞行试验,取得了良好效果,无人机续航能力有所加强。     

精确空投系统投放点确定的辅助决策模型构建

投放点的确定是精确空投系统任务规划中的重要内容,通过分析精确空投系统空投点确定流程,定义了系统投放可行域和投放可信域,给出了投放可行域的确定方法和投放可信域的确定模型,以及系统归航轨迹代价函数的表达式,通过计算归航轨迹的威胁代价优选投放点。     

攻击型无人机鲁棒导引律研究

文章研究了攻击型无人机鲁棒导引系统,采用对干扰和摄动具有自适应能力的滑动模态变结构控制方法设计了攻击型无人机滑模导引规律.针对用于消除颤振的伪滑动模态不能实现精确跟踪的缺陷,对滑模导引规律中颤振消除进行了优化设计,引入系统运动状态轨迹接近角变量,使消除颤振的伪滑动模态边界层宽度随着系统状态到达滑动模态而逐渐减小为零,从而达到了既能消除颤振又能实现精确跟踪的设计目标.通过仿真验证了该导引规律具有攻击弹道平缓、抗目标机动扰动能力强、鲁棒性好、制导精度高的优点.     

无人机上行链路数据传输方案

为保证无人飞机在动态环境下数据传输的稳定性和可靠性,提出了一种循环正交M元扩频上行链路数据传输方案。按此方案传输数据,发送信号不存在潜在的周期性,系统的抗干扰和抗截获性能得到了很好的保障。在动态环境中,由于载体具有较大的加速度,载波多普勒频移剧烈变化,普通接收机载波跟踪环极易失锁,故提出一种基于经验值查表的载波跟踪算法,在锁频环内引入经验值查找表,环路能自适应调整环路滤波器带宽,从而实现任意时刻的高精度载波跟踪。     

无人机战术组网的网络体系结构研究

无人机的运用是网络中心战中至关重要的一个环节,其组网是增强无人机之间通信能力的重要手段,移动Ad Hoc网络是实现无人机战术网络最合适的网络体系结构.根据无人机网络的特殊应用环境及其战术通信的特点,提出了基于无人机战术网的移动Ad Hoc网络分布式的网络体系结构.鉴于跨层设计是实现未来移动通信系统高速率和高服务质量的必然趋势,提出了无人机战术网络的跨层设计与优化思想,为无人机组网研究提供理论指导、实现方法和技术手段.