基于支持向量机的无人机视觉障碍检测

自主障碍检测与回避是无人机低高度飞行时保障其生存性的一项关键技术,有重要的研究意义。通过对机器视觉原理的研究,考虑到支持向量机方法能同时减小匹配难度和计算量,实时性能、泛化性能良好,故采用该方法通过离线监督学习,将无人机前视图像分割为天空与非天空2部分,并将非天空部分作为需要回避的障碍,实现无人机基于视觉的障碍检测系统,为后续的视觉制导提供信息。实验结果表明,支持向量机能有效准确地实现图像的天空分割,并具有良好的泛化性能。     

不确定性表示及在高性能鲁棒飞行控制器设计中的应用研究

针对采用H∞鲁棒控制方法设计出的控制器一般较为保守的问题，分析得到主要原因是对象不确定的描述方式过于保守，限制了系统性能指标的提高，通过对不确定性产生的物理机理分析，给出了一种基于对象物理方程分析的保守性较小的不确定描述方法。研究表明，对于不确定性认识清楚，数学描述恰当给控制问题求解带来很大方便，以某型号飞机的大包线姿态角度控制为算例，采用鲁棒混合灵敏度方法设计控制器，由于不确定的描述保守性较小，系统不仅在大包线范围内具有鲁棒稳定性，而且具有鲁棒性能。     

基于数学形态学的灰度图像连接物体分割方法

由于噪声的存在以及连接物体的特点,传统的标记分水岭算法对包含连接物体的灰度图像很难取得满意的分割结果;特别是在背景并不连通的情况下,误分割更为常见;在标记分水岭算法的基础上,提出了一种连接物体分割方法;将属于鲁棒统计的Hough变换用于提取物体标记扩展了标记分水岭算法的应用范围;针对在分割连接物体时,由于背景并非连通,因此允许背景被分别标记,并通过一个后续滤波步骤用以剔除分割后图像中的背景部分,从而得到精确的分割图像;试验证明该算法运算速度快,鲁棒性好,具有广泛的应用价值.     

OpenCV图像处理编程研究

OpenCV是一种用于数字图像处理和计算机视觉的函数库,由Intel微处理器研究实验室的视觉交互组开发,采用的开发语言是C++。本文通过学习掌握在OpenCV下进行数字图像处理编程的方法,利用其便利的环境实现了图像的Vincent分水岭分割。在其开源代码中设计了一些基础的数据类型和一些帮助数据类型,以Visual C++集成开发环境做平台实现了允许用户标记的分水岭图像分割。     

基于强化学习的飞行自动驾驶仪设计

针对强化学习在连续状态连续动作空间中的维度灾难问题,利用BP神经网络算法作为值函数逼近策略,设计了自动驾驶仪。并引入动作池机制,有效避免飞行仿真中危险动作的发生。首先,建立了TD强化学习算法框架;然后根据经验将舵机动作合理分割为若干组,在不同的飞行状态时,调取不同组中的动作;其次,构建了BP神经网络,通过飞行过程中的立即奖赏,更新网络的值函数映射;最后,通过数字仿真验证了强化学习自动驾驶仪的性能,仿真结果表明,该算法具有良好的动态和稳态性能。     

大范围模型参数变化系统的鲁棒控制设计方法研究

针对常规H∞混合灵敏度设计只能解决较少范围内的参数模型摄动，研究了大范围模型参数变化系统的鲁棒控制方法，讨论了基于H∞控制理论的两种设计方法，重点介绍了大范围参数摄动的鲁棒H∞混合灵敏度设计，这种方法同时考虑了参数不确定性和未建模动态不确定性的影响，以某飞机为算例，设计大包线范围的姿态角度控制律，计算和仿真结果说明了提出方法的有效性。     

xPC驱动程序开发及在无人机仿真中的应用

MATBLAB软件的xPC Target实时仿真环境目前已经广泛应用于各种领域,但其软件提供驱动程序支持的设备较少,在一些应用场合的使用受到限制。针对这一问题,研究了xPC环境下一般驱动程序的开发方法。分别讲述了目前两种主流计算机总线-ISA总线和PCI总线设备驱动程序的开发方法及其使用问题,特别对PCI总线设备驱动程序的开发进行了详细研究。针对某无人机实时仿真系统的要求,对系统中使用的CompactPCI总线数据采集等板卡开发了驱动程序,并成功应用于半实物仿真试验,结果加快了仿真系统的研发进程,节省了研发费用,并提高了系统的灵活性。     

机载多普勒导航雷达综合检测系统设计

分析了机载四波束多普勒测速雷达的工作原理，采用直接数字频率合成（DDS）技术进行多普勒频移模拟器的设计，通过数字控制，该模拟器可以产生高分辨率的多普勒频率信号；在此基础上，设计了一套基于虚拟仪器技术的多普勒导航雷达自动检测系统，硬件平台基于高可靠的PXI总线，软件采用Labwindows／CVI开发；该系统具有操作简单、自动化程度高、实时性强、便于扩展等特点；雷达检测系统经过实际使用运行，证明其达到了设计指标的要求，测试应用效果良好。     

将Otsu用于多阈值彩色图像分割的方法及优化

针对传统Otsu算法只用于单阈值分割的不足,将Otsu算法推广到多阈值彩色图像分割中,提出先在众多极大值中寻找有意义峰值,根据峰值将直方图划分成多个待分割区间,再在每个区间进行阈值选取的方法;并且综合运用了形态学的方法对分割结果进行优化,降低阈值法因不考虑图像空间特性而造成的对噪声敏感的影响。实验结果表明,该方法能自动而快速地对彩色图像进行多阈值分割,而且具有较强的抗噪能力。     

基于ARM的微型航姿参考系统设计与实现

针对微小型无人飞行器的控制需要精度高、体积小、功耗低的姿态信息模块,介绍了一种基于MEMS器件与ARM控制器的微型航向姿态参考系统（AHRS）,包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计和气压高度计,采用四元数法进行姿态解算并给出了磁航向校正的方法,采用LabWindows/CVI开发了上位机界面,能够完成对其输出信号进行实时显示,实际测试中达到较为满意的效果。