直线型倾转多旋翼植保无人机建模与控制

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为已知扰动,引入模型补偿-扩张状态观测器估计内外未知总扰动并动态补偿控制系统,完成位姿控制器设计。仿真结果表明,所提出的算法在作业场景下偏航角度误差小于0.2°,恢复时间小于0.55 s,相比于PID算法和线性自抗扰算法最大角度偏差分别降低3.4°和0.9°,恢复时间减少3.1和0.99 s,具有较强的鲁棒性。飞行实验表明,该无人机可以很好地跟踪植保作业轨迹,最大位置稳态误差小于15 cm,满足植保作业需求。     

四旋翼式森林巡检无人机的开发

森林巡检是保障森林安全的重要途径,针对传统人工巡检存在的耗费人力且效率较低的问题,文中提出了一种基于四旋翼无人机的巡检系统,其可以克服复杂地势,实现在线实时检测。在硬件上,采用“X”式四旋翼无人机,搭载树莓派、PX4 飞控系统、摄像头等外设;在软件方面,采用串级 PID 模糊算法完成无人机姿态控制,同时对部署在树莓派上的 YOLOv5 进行轻量化设计,实现完成火焰检测。实验证明,该系统能有效完成既定飞行与火焰实时检测,具备一定的工程实用性。     

基于X波段无人机暗室测量数据的雷达探测性能分析

雷达对无人机的探测性能分析可为低空监视雷达设计、对无人机探测与反制提供重要参考。基于X波段固定翼无人机的全极化暗室实测数据,采用零记忆非线性变换（ZMNL）法生成相关Weibull杂波,分析了平方律检测器对无人机的检测概率,并根据仿真获得的检测所需最小信杂比,借助地杂波背景下的雷达距离方程计算了全极化雷达对低空无人机的探测距离。结果表明：考虑到无人机起伏损失和地杂波强度在不同极化方式之间的差异,VV极化的探测距离最远,交叉极化次之,而HH极化的综合表现相对较差。     

基于用户体验优化的旅游服务无人机设计

目的将旅游业与无人机结合,研究运用在旅游场景中的\"无人机+旅游\"新概念模式下的立体化电子导游产品及该产品的用户体验设计。方法运用调查、访谈、观察的方法,从使用者的心理诉求、行为模型角度,进行用户体验需求分析,构建以功能、造型、安全为主要设计点的设计指南,为最终产品设计方案提供方向。结论无人机的灵活性和机动性,可取代人工导游引领游客体验景区文化。其三维立体模式的呈现方式,可使地图的导向性更清晰、直观。将无人机与旅游大数据结合,用以帮助用户个性化定制游览路线,并根据各景点的流量及时调整,规避因人流量过大带来的不愉快体验。为降低游客的学习成本,同时为了满足园区内飞行器安全使用要求,简化用户操作方式,减少使用权限。该产品不仅能帮助游客享受到智能出游的便利,而且能够对无人机行业起到一定的促进作用。     

基于无人机视频图像快速辨析的配电网设备巡检安防识别方法

针对智能配电网设备种类多样、日常安防巡检工作量大、隐患多等特点,且传统的人工巡检方式难以快速识别配电网设备多类型安防漏洞的难题,文章提出了一种基于四旋翼无人机的智能配电网设备巡检安防识别方法,应用无人机视频图像快速辨析技术,对配电网设备的安防问题进行快速巡检,从而保障系统的运行安全和稳定。针对高效率、低成本的配电网设备安防巡检需求,从坐标变换原理、摄像机成像模型、基于视觉的位姿估计原理和AprilTag位姿估计原理等多角度全方位设计了无人机的视觉定位算法。采用核相关滤波(kernel correlation filter, KCF)算法跟踪算法实现对目标的跟踪,并用卡尔曼滤波器建立目标物的运动模型对传统的KCF算法进行了改进,克服了边缘效应,提高了对目标物的跟踪可靠性。最后,实际案例验证了文章方法的可行性,以期为配电网设备精益化管理提供一定的借鉴。     

基于改进蚁群算法的水下无人机路径规划研究

为实现水下无人机在水域中自主作业的功能,对其设计一套合理的路径规划方案是非常有必要的。蚁群算法针对水下无人机路径规划方面有着非常好的效果,拥有不错的鲁棒性,但是传统的蚁群算法在解决路径规划问题时很容易出现局部最优解的问题。以传统蚁群遗传算法理论为根据,对其进行添加目标引导素、构建精英蚂蚁体系、更新信息素浓度这三方面的改进,使用栅格法构建水下环境分析模型,并以最短的路径为目的,规划一条从初始状态到目标状态的无碰安全途径,运用仿真的办法展开验证。结果显示：相较于传统算法,改进后的算法在求解速度和全局求解能力上有较大的优势。     

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。     

无人机自组网路由协议研究综述

为提高无人机蜂群作战中无人机信息交互、资源共享和任务协同的能力,文章基于TTNT数据链SPMA协议,设计高动态变化拓扑下的分层分簇无人机蜂群模型和与之匹配的层次资源与任务调度模型,并对其消息传输进行优化。通过OMNeT++仿真平台,以TTNT数据链中的数据传输标准对信息端到端时延和网络吞吐量进行不同机间传输距离下的对比仿真实验。其结果表明,该方法满足SPMA协议对于消息传输时延的要求,并且引入SPMA协议后可以有效减少网络数据传输冲突,提高了系统约18%的网络吞吐量,提升了无人机信息交互、资源共享和协同作战的能力,对实际无人机蜂群协同任务调度研究具有可参考性。

     

基于改进YOLOv8的无人机红外目标检测算法

针对无人机航拍红外图像中因为噪声干扰、光照波动和复杂背景带来的目标检测困难的问题,提出了一种基于YOLOv8的无人机红外目标检测算法SDE-YOLOv8。首先,引入了YOLOv10中的SCDown模块让每个尺度最大化地保留上下文的语义信息;其次,引入动态上采样器DySample来提升模型对于图像细节的敏感度;同时引入三重注意力机制改进C2f,来强化模型对空间和通道维度之间关系的理解和复杂数据的处理能力;最后,设计了轻量级解耦头Efficient＿Head模块,确保了检测精度的同时大幅度减少了模型参数。实验结果表明,改进后的算法mAP50达到83.7%,较YOLOv8n提高了4.2%,精确率提升了1.2%,召回率提升了3.8%,浮点运算次数下降了2.5%,FPS达到了323.17 fps的检测速度,充分说明改进算法整体性能优于其他主流算法,能更好的完成无人机红外目标检测任务。     

传输型CCD相机成像分辨率自动测试研究

对CCD相机成像分辨率自动测试方法进行了研究,测试方案中改进设计了照相分辨率靶标,开展了数据分析处理,通过软硬件结合实现了对CCD相机整机分辨率的自动测试,结果数据经过专业测试比对确认有效。实验结果表明,方法客观、准确,能够避免以往人工测试分辨率带来的主观因素影响,具有很高的实用性。