GPS的微型系统及其制导(英文)

基于微型飞行器(MAV)尺寸小、载重及能量供给有限,难于获取完整的飞行状态参数,对机载的设备和导航控制系统要求很高等特点,提出了一种应用于翼展680 mm的电动微型飞行器的基于航迹角度和偏航距误差的几何导航控制算法,并利用MEMS传感器设计了飞行控制系统,给出了PID控制率.Matlab仿真试验表明,该系统在3种PID控制率下均可很好地实现导航控制,偏航控制误差低于30 m;空中飞行试验表明,提出的算法有效地实现了电动微型飞行器的导航控制飞行,在2级风情况下,偏航误差低于30 m.     

微小型飞行器航空图像拼接算法

针对微小型飞行器所拍摄图像的特点,提出了一种稳健的航空图像拼接算法.此算法首先使用相位相关法估计平移参数并初步确定重叠区域,在重叠区域采用Harris角点检测算法进行特征点提取得到初步的伪匹配集合,并运用稳健的RANSAC算法将伪匹配点集合划分为内点和外点.在内点域内运用透视变换模型精确地估计出图像间的点变换关系.最后采用双线性插值对交接处进行颜色过渡.实验结果表明,该拼接结果比较理想,能有效去除错误配准点     

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.     

前后双翼差相位扑动对升力的影响

以蜻蜓(Sympetrum sanguineum)为参考对象,通过求解Navier-Stokes方程,分析了蜻蜓前飞时前、后两对翼的相互作用对升力的影响.结果表明,蜻蜓以后翼扑动超前前翼90°相位的方式飞行时,前翼的升力相对于单翼增大约1/3,其主要产生于翼的下拍运动,而后翼的升力变化不大,蜻蜓以这种差相位扑动方式飞行有利于在整个扑动周期内提供一个相对持续稳定的升力.     

依靠自身传感器的室内无人机自主导航引导技术综述

具有广泛应用前景的微型无人机已成为各国学者的研究热点,而不依赖卫星导航系统的室内微型无人机自主导航引导技术是研究重点之一。结合近年国内外室内无人机自主导航引导技术发展情况,讨论了依靠自身传感器实现自主导航引导的关键技术问题,详细分析了无人机位姿的解算、无人机动态避障和同步定位与地图构建的关键技术的实现情况及其难点。最后,对室内无人机自主导航引导技术进行了展望。     

柔性翼微型飞行器试验样机研究

柔性翼微型飞行器是目前微型飞行器的重要发展方向，但是在总体、气动分析与实验等方面面临较大困难。通过对柔性翼微型飞行器试验样机的研制试飞和相关气动分析与试验，研究了解决柔性翼微型飞行器的气动性能、飞行性能与操纵稳定性的思路与方法。试验样机的研制试飞与相关风洞试验表明柔性翼微型飞行器具有飞行稳定，操纵反应适当和失速特性好等优点。     

基于TMS320DM355的MAV机载视频传输系统的设计与实现

为了提高微型飞行器(MAV)无线视频传输的质量、扩大传输距离,设计并实现了一种基于3G WCDMA无线网络的机载视频传输系统。采用TI公司的达芬奇处理器TMS320DM355作为核心处理器,给出了总体设计方案和硬件结构,并阐述了采用PPP协议拨号接入WCDMA网络的方法。采用嵌入式Linux操作系统作为软件开发平台,分析并设计了基于V4L2(Video For Linux Two)驱动的视频采集模块。通过调用TI提供的编解码引擎API,实现了视频MPEG-4压缩编码处理。针对视频传输的实时性要求,采用了实时传输协议RTP和实时传输控制协议RTCP,重点阐述了MPEG-4视频的RTP封包策略,并基于JRTPLIB库文件实现了视频的实时传输功能。实验结果表明,该系统可以满足视频清晰、实时的传输要求。     

扑翼飞行的气动建模与仿真分析

用计算流体力学的数值仿真方法对微扑翼飞行的非定常空气动力学问题进行了建模与仿真研究。在对昆虫扑翼飞行运动的仿生模拟基础上,建立了简化的扑翼运动二维翼型的运动学与空气动力学模型。利用任意拉格朗日欧拉（ALE）有限元方法求解出N-S方程的数值解,将流场仿真结果与实验进行了对比,并分析了扑翼运动产生的前缘漩涡对升力的作用。文中的建模、分析方法和结论对微扑翼飞行器的分析设计和应用提供了一定的理论依据。     

C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统

提出了一种与传统桨距角递推算法不同的基于高速摄影和图像处理的桨距角测定方法。根据实验要求,开发了一个以微型旋翼飞行器的非对称变距装置为测试主体的实验平台,并设计了一套基于C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统。该控制系统以C8051F020单片机为微控制器,用微型位置传感器来检测螺旋桨主轴的相位信息,并利用C8051F020单片机内部的PCA捕捉功能采集位置传感器的输出信号,得到螺旋桨主轴的四个相位;利用单片机输出的PWM方波信号控制电机的转速,以达到对螺旋桨电机进行加速的目的;利用单片机内部产生的PCA捕捉中断来触发高速摄像机的拍摄,以实现飞机加速与拍摄的同步。该控制系统结构紧凑,系统可靠性高。最后通过该控制系统来控制微型飞行器仿真飞机前飞的状态,得到该状态下桨叶的变距曲线,证明所提出的桨距角测定方法和由此开发的实验平台在测量桨距角中是有效的,达到了预期目标。     

扑翼气动力特性的数值研究

利用流体力学数值方法有限体积法,研究了低雷诺数下二维蜻蜓翼模型在运动过程中的气动力特性.结果表明:随翼型厚度的增加,其垂直升力和水平推力均有所下降;随着扑动幅值的增加,升力和推力也显著增加;改变扑动频率、升力和推力在频率为30~50Hz的范围内产生一个峰值,符合实际蜻蜓扑动频率范围;改变翼扑动平面倾角发现,随倾角的增大,升力逐渐减小,而推力则稳步增加;在一个扑动周期内,翼的下拍过程主要产生升力,而推力的产生主要来源于翼的上挥运动.