便携式无人机地面控制站设计与实现

为实现无人机状态监视、飞行操纵及机载任务设备控制,设计并搭建便携式无人机地面控制站。规划系统整体设计方案,提出采用USB接口技术设计完成系统的外部控制模块,解决系统便于携带的问题;利用Google Earth技术实现无人机状态实时监视,增强数据可读性。通过无人机飞行控制实验,表明该系统具有便携、人机界面友好、实时性强等优点,并具有功能扩展性。     

邮包分拣机人机操作界面设计方案的模糊综合评价

运用了评价设计方案优劣的指标--人机界面优度的概念、模糊数学理论与基本原理,用分值集合取代模糊集合的方法.建立了分层次模糊综合评判系统模型和人机界面优度计算公式.该评判系统有效地解决了对人机界面复杂因素定量化评价的问题.通过该评判系统,对设计方案进行了定性、定量评价,促进了人机界面的优化设计.以研究的分拣机显示/控制、座椅2个人机界面为实例,进行了综合评价计算,得出了最优方案,为生产实际提供了一定的参考意义.     

基于Dijkstra算法的航迹点研究

在无人机（UAV）上开发出路径控制系统,一个关键点就是要通过一组航迹点设计一条优化的飞行路径,为一个或者多个无人驾驶机从一个航迹点飞到另外一个航迹点在有各类威胁的环境下提供安全性和可靠性。在分析VORONOI图的基础上,以无人机仿真环境中作战与任务规划成员为背景研究基于VORONOI图的航迹点规划技术。     

跑步机人机界面可用性评估及再设计研究

目的通过对跑步机人机界面的可用性评估,提出再设计解决方案,进一步提升产品用户体验。方法首先,采用主客观多维可用性评估方法,对用户与跑步机之间的人机界面进行测量。其中,客观可用性评估采用基于眼动跟踪技术测量的眼动指标(注视点、平均注视时间)以及行为指标(任务完成时间、任务成功率)进行分析;主观可用性评估采用基于用户主观评价的问卷调查方法。其次,结合主客观评价实验结果,提出跑步机人机界面改进建议,并对其进行再设计。结果通过实验结果分析及相应改进建议,设计获得更优的跑步机人机界面。结论构建的主客观多维可用性评估方法适用于跑步机人机界面的评价与改进,并为人机界面设计的测量体系提供理论基础与实践方法。     

快速捕捉目标情境下人机界面视觉工效评价指标体系研究

目的:人机界面的视觉工效对整个人机界面的使用效率有较大影响,为了更好地评估人机界面的视觉工效,针对适用于人机交互过程中快速捕捉视觉目标并获取视觉信息这一任务情境的人机界面视觉工效评价指标体系进行研究,希望能为快速捕捉视觉目标情境下人机界面视觉工效评价和人机界面优化迭代设计提供一定的参考。方法:该评价体系主要从辨识效率、眼动情况、主观感受三个方面拟定评价指标,通过改进德尔菲法对初步建立的十三项评价指标进行两轮咨询,最后筛选出十一项作为人机界面视觉工效评价指标体系。结论:该评价指标体系的建立为评估快速捕捉视觉目标情境下人机界面设计方案的视觉工效提供了一定参考,有利于对此情境下的人机界面进行评价与优化迭代设计。     

无人机任务规划算法的比较研究

无人机任务规划技术是无人机遂行飞行任务的关键支撑技术,航迹规划是无人机任务规划的核心和主体。算法是无人机任务规划的数学工具,本文采用比较研究的方式系统研究了算法在无人机任务规划中的作用、规划算法的分类及不同适用范围,重点比较研究了人工神经网络法、人工势场法、蚁群算法、遗传算法的原理和研究情况。     

基于航线规划任务的无人机数字界面布局设计

视觉显示界面中的信息布局方式作为界面构成要素之一,其设计会显著影响操作人员的判读绩效。以提高系统操作绩效为目的,从视觉流程角度探讨远程操控无人机数字界面布局设计,可为相关设计提供新的思路。研究针对某专业无人机数字界面进行界面功能模块构成解析,以无人机航线规划任务为例,以格式塔原则为指导,进行基于任务操作流程的信息布局设计,形成多个布局设计方案,并比较被试在不同方案下的任务完成时间等绩效指标。发现不同方案下被试的视觉动线流程不同,从而造成视线往复距离差异,是影响工作绩效的因素之一。基于任务操作流程的无人机数字界面布局设计,可将视觉动线流程、视线往复距离作为布局方案评价依据之一,为改进无人机数字界面设计提供新的思路。     

基于感性工学的人机界面多意象评价

为了给人机界面设计提供有效的评价手段,围绕用户对人机界面的感性需求,提出了基于感性工学的人机界面多意象评价方法。首先运用感性工学方法建立感性指标评价体系,在指标权重分配上,通过将灰色关联分析法引入群层次分析(analytic hierarchy process,AHP)法中,利用改进的群AHP法求取综合权重,解决了传统AHP法主观性过强的缺点;同时根据感性工学评价的模糊性,建立了一种直觉模糊集理论和TOPSIS(technique for order preference by similarity to an ideal solution)法相结合的综合评价模型。结合数控机床人机界面设计方案验证了该评价方法的有效性和可行性。该方法对人机界面感性设计与设计评价具有一定的参考意义。     

基于Vague集的人机界面布局眼动追踪评价

为了实现准确客观的人机界面布局评价,提出了一种基于Vague集的人机界面布局眼动追踪评价方法.首先,以注视轨迹、注视点数量、注视时间和瞳孔直径四项参数构建了人机界面布局评价指标体系.然后,一方面将定性指标通过不确定语言评价形式转化为Vague数;另一方面基于优属度矩阵求出各布局方案的支持、反对、中立指标集,将定量指标表示为Vague数,共同构建了Vague集评价矩阵.最后,提出基于Vague数距离和优劣点法的评价方法,对人机界面布局方案进行了排序.以石油钻机司钻控制台人机界面布局方案评价为例,验证了该方法的实用性和有效性.     

基于人因指数的人机界面评价

目前人机界面的评价大都依据个人的感觉、经验。对人机界面评价的理论、方法尚处于探讨之中。该文在主、客观评价基础上提出了人机界面"人因指数"综合评价指标,建立了基于灰色聚类分析的人机界面"人因指数"综合评价模型。结合某型潜艇综合显控台进行了人机界面的综合评价。     

Research on Operation of UAVs in Non-isolated Airspace

In order to explore the safe operation of UAVs in non-segregated airspace, a collision risk model for cylindrical UAVs based on conflict areas was constructed and the risk of conflict between manned and unmanned aerial vehicles was researched. According to the results of risk analysis, a strategy for solving the conflict of aircraft is proposed, and the risk assessment experiment of unmanned aerial vehicle (UAV) in non-isolated airspace conflict is carried out. The results show that under the experimental conditions, large unmanned aerial vehicles equipped with ADS-B, TCAS and other airborne sensing systems will indeed interfere with other aircraft in airspace when they enter non-isolated airspace. Especially when the number of aircraft in airspace is large, the automatic avoidance system of UAV will increase the avoidance time and trigger the safety alarm, but the safety level is still acceptable. This indicates that it is relatively safe for UAVs to enter non-isolated airspace under limited conditions. The results can be used as a reference for the safe operation of unmanned aerial vehicle (UAV) in non-isolated airspace.     

无人机回收气囊减震性能有限元参数分析

目的伞降-气囊回收方式是目前无人机回收的主要方式,气囊能够在回收过程中很好地起到降低过载、限制反弹、保护设备的作用,研究气囊在回收过程中的回收特性对于加快无人机研制进度,提高无人机的回收质量具有重要意义。方法采用有限元模拟方法对无人机回收过程中气囊的减震特性进行研究,以单个气囊为研究对象,分析气囊充气后压力、气囊排气孔面积和气囊放气压力对气囊减震性能的影响,并对气囊参数进行优化。将优化过的气囊应用于某型高亚音速无人机,并对其减震特性进行验证。结果充气后压力、排气孔面积和放气压力等气囊参数无论过大还是过小都会影响减震性能,实际应用中必须根据实物具体情况,确定一组合理的气囊参数。某型高亚音速无人机采用双气囊减震方案,在进行气囊参数优化后,回收时其重心位置的加速度明显减小,飞机回弹速度及剩余速度也得到明显改善,满足了机体及机载设备对回收过载的要求。结论采用有限元对气囊的分析和优化方法对于气囊的设计具有较强的指导意义。     

CATIA曲面造型技术在小型无人机设计中的应用

探讨了利用CATIA软件完善的曲面造型功能,进行小型无人机产品设计的问题.建立了全机高品质的理论外形数字曲面,实现了重要结构件的三维参数化实体建模(如机身头锥、翼面和整流罩等),以及模具的快速设计.还介绍了将CATIA软件的一些特殊功能应用于无人机外形设计的问题,例如翼身整流罩的自动生成等.结果表明CATIA软件的应用为小型无人机结构设计和模具制造提供了良好的三维设计手段,缩短了研发周期,节省了研制成本.     

涡轮阻尼器数值仿真与试验

以流体有限元软件Fluent仿真分析,获得了满足某型无人机拦阻网回收系统要求的涡轮阻尼器结构参数,并依此设计和制造了涡轮阻尼器装置;测试了涡轮阻尼器受到瞬时冲击力的动态缓冲特性,试验结果表明涡轮阻尼器的数值仿真是正确的,涡轮阻尼器的缓冲性能满足某型无人机拦阻网回收系统的要求。     

Aspects of reliability design of hydrocarbon offshore platforms

The paper is a critical examination of Reliability and Safety aspects relating to Offshore Hydrocarbon Platforms. It aims at providing appropriate Design Criteria and proposing reasons for the implementation of more qualified gas detection systems technologies. Criteria generally adopted for manned platforms, associating an alarm to the detection of gas, cannot be extrapolated to unmanned platforms, especially when the topside is not realised on the basis of a completely ‘open’ layout.

The paper discusses reliability design criteria for manned platformsbased on operational design experience and discusses design improvements and reasons for the greater reliability required from gas detection systems when applied to unmanned platforms.     

Fused Deposition Modeling for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Review

Additive Manufacturing (AM) is a game changing production technology for aerospace applications. Fused deposition modeling is one of the most widely used AM technologies and recently has gained much attention in the advancement of many products. This paper introduces an extensive review of fused deposition modeling and its application in the development of high performance unmanned aerial vehicles. The process methodology, materials, post processing, and properties of its products are discussed in details. Successful examples of using this technology for making functional, lightweight, and high endurance unmanned aerial vehicles are also highlighted. In addition, major opportunities, limitations, and outlook of fused deposition modeling are also explored. The paper shows that the emerge of fused deposition modeling as a robust technique for unmanned aerial vehicles represents a good opportunity to produce compact, strong, lightweight structures, and functional parts with embedded electronic.

     

Power Optimized Multiple-UAV Error-Free Network in Cognitive Environment

Many extensive UAV communication networks have used UAV cooperative control. Wireless networking services can be offered using unmanned aerial vehicles (UAVs) as aerial base stations. Not only is coverage maximization, but also better connectivity, a fundamental design challenge that must be solved. The number of applications for unmanned aerial vehicles (UAVs) operating in unlicensed bands is fast expanding as the Internet of Things (IoT) develops. Those bands, however, have become overcrowded as the number of systems that use them grows. Cognitive Radio (CR) and spectrum allocation approaches have emerged as a potential approach for resolving spectrum scarcity in wireless networks, and hence as technological solutions for future generations, from this perspective. As a result, combining CR with UAVs has the potential to give significant benefits for large-scale UAV deployment. The paper examines existing research on the subject of UAV covering and proposes a multi-UAV cognitive-based error-free model for energy-efficient communication. Coverage maximization, power control, and enhanced connection quality are the three steps of the proposed model. To satisfy the desired signal-to-noise ratio, the covering zone efficacy is investigated as a function of the distance among UAVs stationed in a specific geographic region depending on multiple deployment configurations like as rural, suburban, and urban macro deployment scenarios of the ITU-R M.2135 standard (SNR).     

数字航空遥感地面仿真平台技术与实现

本文介绍了对地观测数字航空遥感地面仿真实验平台的系统组成、关键技术和系统实现。该地面仿真系统实现了对无人机航空遥感系统飞行过程中的数字传感器控制、影像数据的存储显示监控以及数据的传输功能进行地面仿真,为开发适用于无人机平台的软硬件技术提供了一个可靠的地面验证平台。     

多体组合式无人机飞行力学稳定性分析及增稳控制研究

多体组合式无人机是一种新概念飞行器,由多个小型无人机以翼尖铰接连接组成,该概念飞行器能够融合小型无人机与高空长航时无人机两类飞行平台的性能和任务优势,发展潜力巨大。基于Newton-Euler方程及升力线方法建立多体组合式无人机飞行力学模型,针对允许相对滚转运动自由度的双机组合式无人机系统进行配平及稳定性分析。结果表明,不同于传统构型飞行器,多体组合式无人机系统具有不稳定复合运动飞行模态,该复合模态由相对滚转运动主导,在无控状态下该构型飞行器无法稳定飞行。在完成动力学建模的基础上,基于PID控制方法,为每个单体飞行器单独设计增稳控制回路以达到增稳控制目的,仿真结果表明该控制思路有效,可以快速镇定发散的飞行力学系统。     

Quaternions Complementary Filter for Attitude Algorithm Research

Quaternions complementary filter attitude algorithm was conducted on the unmanned aerial vehicle( UAV) platform. This introduces traditional attitude algorithm and attitude quaternion complementary filter algorithm difference,and the attitude quaternion complementary filter algorithm realization are introduced in details.