室内四旋翼无人飞行器特征提取方法

针对室内环境下无人四旋翼飞行器同步定位与地图创建时需要进行特征提取的问题,对特征提取的规则进行修改,提出一种新的特征提取方法。该算法具有传统特征提取算法的优点,特征提取速度快、精度高。利用实验室自主研发的无人四旋翼飞行器采集到的激光扫描仪原始数据,进行分割 聚类 线段拟合,得到无人四旋翼飞行器定位、导航需要的特征。实验表明,该算法可以实时、准确、有效地为无人四旋翼飞行器提供定位与地图创建需要的特征。     

基于双目视觉的无人飞行器目标跟踪与定位

针对小型无人飞行器跟踪目标的问题,提出了一种基于双目视觉和Camshift算法的无人飞行器目标跟踪以及定位算法。双目相机得到的左右图像通过Camshift算法处理可得到目标中心特征点,对目标中心特征点进行三维重建,得到机体坐标系下无人飞行器与目标间的相对位置和偏航角,应用卡尔曼滤波算法对测量值进行了优化,将所得估计值作为飞行控制系统的反馈输入值,实现了无人飞行器自主跟踪飞行。结果表明所提算法误差较小,具有较高的稳定性与精确性。     

基于多异类传感器信息融合的微型多旋翼无人机实时运动估计

针对无人飞行器视觉定位结果存在较大时延而影响飞行器运动状态估计精度的问题,提出了一种基于多传感器数据融合的实时运动估计方法.首先,利用机载惯性测量元件(IMU)提供的姿态信息优化单目视觉定位算法,使得视觉定位结果的时延减小.然后,在利用卡尔曼滤波器估计飞行器运动状态的过程中,考虑了视觉定位结果的时延,利用加速度信息进行时延补偿.最终得到实时的高精度运动估计结果.在自主研制的四旋翼飞行器系统上对本文提出的方法进行了验证.通过与不考虑时延的方法的结果以及真实数据进行比较,证明了本方法的有效性.     

基于图像匹配的飞行器导航定位算法及仿真

在飞行器导航定位优化控制的研究中,针对无法获得GPS信号时,长航时飞行器捷联惯导系统存在误差,提出了关于图像地标的飞行器精确定位算法,为实现成像系统对捷联惯导系统的误差校正奠定了基础。利用特定地标在机载摄像机像平面上的图像信息,通过图像变换、匹配定位、坐标变换,解算摄像机空间三维坐标和三个姿态角。再根据摄像机坐标系与机体坐标系的变换关系,推算飞行器精确位置。通过计算机仿真对算法进行了验证,结果表明,提出的算法能够满足GPS不可用时长航的飞行器组合导航精度要求,研究结果对长航时飞行器导航具有一定借鉴和参考价值。     

基于MATLAB的无人飞行器两点交会定位算法研究

空间飞行器现有定位算法采用单点测距测角,定位误差高达上百米。该文提出了空间两点交会定位方法,该方法可有效提高定位精度,并通过MATLAB进行了算法实现,最终编写了定位软件。     

改进的机场停泊飞行器目标分割算法

考虑到飞行器目标在整幅图像中所占的比例往往较小,且图像背景复杂,本文提出了一种基于机场区域提取的飞行器目标分割算法.该算法首先利用Hough变换检测直线的特性,定位机场跑道和停机坪的位置,并结合教学形态学等图像处理技术去除了非机场区域;在提取机场区域后,再选择适当的阈值对图像进行分割,最后经过形态学去噪、小区域去除等步骤分割出飞行器目标.实验结果表明,该算法改进了以往机场区域提取算法保留候机楼等附属部分以及提取结果中存在机场区域以外区域的缺点,较好地实现了机场停泊飞行器目标的分割,为下一步准确识别飞行器类型奠定了基础.     

多目标规划模型在航迹规划中的应用

智能飞行器是由动力装置驱动,并在计算机系统自动引导进行的。航迹规划是实现飞行器智能导航并成功完成任务的技术保障。本文针对智能飞行器飞行过程中受到飞行器的最小转弯角限制以及定位误差的影响,提出了基于A*算法的多目标规划的数据模型以及寻求最优航迹规划路径的算法,并用两个校正点数据集进行了验证。结果显示,改进后的A*算法可以快速地规划出满足限制条件的最优路径。     

多目标优化下智能飞行器三维航迹快速规划

针对智能飞行器在复杂的飞行环境下不能精确定位校正而无法到达目的 地的问题,提出了一种飞行器定位误差校正策略和飞行器转弯控制策略.当校正点集合存在问题校正点时,在保证成功到达概率的前提下,尽可能减少校正次数和路程,提出了一种概率参数优化策略,通过采用蒙特卡罗算法和NSGA2遗传算法来计算真实概率和航迹路线;为满足实际应用,建立了以飞行器航迹最短和校正次数最少的多目标优化的数学模型,并设计了一种圆环形包络面的数据预处理算法以提高模型的求解效率,最后进行了仿真计算和代码优化,仿真结果表明,提出的策略和算法能够有效地给出更为满意的航迹规划路线.     

旋翼飞行机器人视觉定位方法及系统

为实现旋翼飞行机器人在室内环境中的精确定位及控制,设计了基于单目视觉的机载视觉定位方法.该方法通过矩特征提取、图形分类来识别地面标记图形,进而利用EPn P方法解算摄像机坐标.为验证机载视觉定位方法的有效性,利用Kinect传感器搭建了旋翼飞行器外部定位系统,设计了针对旋翼飞行器目标的视觉跟踪算法,定位精度达2 mm.实验结果表明,机载视觉定位方法能够很好地进行飞行器定位.     

基于ARM的农药喷雾飞行器越界控制系统设计

针对当前的农药喷雾飞行器需要人时刻观察是否飞出农田边界这一情况,从机器视觉的角度出发,综合嵌入式、图像处理和测控等技术,设计了一种以ARM Contex-A8平台为核心的农药喷雾飞行器越界控制系统.首先,采用混合高斯模型算法进行目标检测,通过计算目标的形状描述符来获得形状特征并进行目标定位.然后,计算目标的质心位置同时结合运动方向来判断飞行器是否出界.最后,根据综合判断的结果,用无线模块控制农药喷雾飞行器的飞行方向.实验结果表明,该系统能够很好地识别到农药喷雾飞行器,并能精准定位和越界判断,实现了无人操控,提高了工作效率.     

Multi-population co-genetic algorithm with double chain-like agents structure for parallel global numerical optimization

For the low optimization precision and long optimization time of genetic algorithm, this paper proposed a multi-population agent co-genetic algorithm with chain-like agent structure (MPAGA). This algorithm adopted multi-population parallel searching mode, close chain-like agent structure, cycle chain-like agent structure, dynamic neighborhood competition and orthogonal crossover strategy to realize parallel optimization, and has the characteristics of high optimization precision and short optimization time. In order to verify the optimization precision of this algorithm, some popular benchmark test functions were used for comparing this algorithm and a popular agent genetic algorithm (MAGA). The experimental results show that MPAGA has higher optimization precision and shorter optimization time than MAGA.     

一种改进的交互多模型算法

提出了一种对机动目标跟踪的交互多模型改进算法,将切向加速度均值自适应的当前统计模型与具有零均值一阶高斯-马尔可夫过程的非对称函数的法向加速度模型相结合的模型与常速模型进行交互。由于该算法对法向加速度精确建模,所以对机动目标的跟踪精度较高。仿真结果表明,该算法对机动目标的跟踪性能明显优于采用含有法向和切向加速度的加速度均值自适应的当前统计模型和常速模型进行交互的算法（IMM-CV/CS算法）。     

认知定位系统的自适应精度研究

为了能够实现定位精度的自适应,本文分析了认知无线电定位系统(cognitive positioning systems,CPS)的原理。该系统利用频谱及环境感知等模块中的传感器单元来获取所需的定位参数,并将其与到达时间(time of arrival,TOA)定位估计算法相结合,以克拉美罗下界(Cramer-Rao lower bound,CRLB)为准则分析最大似然(maximum likelihood,ML)定位精度自适应算法。本文还对单径和多径环境条件下定位精度自适应性能进行了比较。仿真结果表明,该算法能够实现定位精度的自适应,并能通过改善系统可用的频带带宽、分散频谱的数目、信号的调制方式等因素来提高定位精度。     

自适应步长萤火虫群多模态函数优化算法

针对萤火虫群优化(GSO)算法优化多模态函数存在收敛速度慢和求解精度低等缺陷,提出一种自适应步长萤火虫群多模态函数优化算法((SASGSO)。该算法解决了萤火虫群优化(GSO)算法优化多模态函数所存在的不足;同时SASGSO算法也可找到多模态函数的所有极值点。数值实验仿真表明,该算法具有操作简单、易理解、收敛速度快和求解精度高等优点。     

基于次锚节点的无线传感器网络改进加权质心定位算法

针对加权质心定位算法（ WCLA）对锚节点数量要求较高和定位精度较低的缺陷,提出一种基于次锚节点的改进加权质心定位算法（ IWCLA-SAN）。该算法在加权因子中引入修正系数,以提高定位精度;同时,将基于粒子群优化（ PSO）的定位算法的未知节点升级为次锚节点,在锚节点数量有限的情况下,以提高定位精度和定位覆盖率。仿真结果表明：该算法能有效提高定位精度和定位覆盖率。     

基于运动空间相关性和时间连续性的运动估算快速算法

运动估算是视频信号的帧间预测编码中的一个重要环节,其效率和精度直接影响到编码器的性能。由于全搜索算法搜索速度较低,而很少采用,故目前普遍采用三步法、交叉法等各种快速近似算法,但是这些算法匹配精度较低,而且某些情况下应用效果不好。为解决上述算法存在的问题,在对视频编码中运动物体的空间相关性和时间连续性进行分析的基础上,给出了一种利用运动物体的空间相关性和时间连续性来进行运动估算的快速算法。实验结果表明,该算法计算每个宏块运动矢量所需的平均搜索次数低于三步法,而匹配精度则非常接近于全搜索算法,并且采用该算法的编码器,其总的编码输出位数少于采用全搜索算法的编码器。     

基于精确时间协议的IP核设计

针对传统精确时间协议的软件设计中存在随机抖动、误差大的问题,提出一种IP核设计。该设计采用数字逻辑电路获取精确时间戳,并实现同步算法、晶振补偿算法和状态转移控制算法,利用晶振分频比微调减小晶振频率漂移对同步精度和稳定性的影响。仿真结果表明,该设计具有较高的同步精度,精度值可达10 ns。     

基于改进自适应蚁群小波网络的定制产品成本估算

为提高小波网络对定制产品成本估算的精度,在分析小波网络和蚁群算法基本原理基础上,对蚁群算法进行了改进,提出了基于改进自适应蚁群算法的小波网络学习算法。在对定制产品进行成本估算的实例研究中,得出该方法的收敛速度和求解精度都要优于其它传统学习算法,说明该方法在训练小波网络时具有更好的学习能力和估算精度。     

Two coding based adaptive parallel co-genetic algorithm with double agents structure

This paper systematically proposed a multi-population agent co-genetic algorithm with double chain-like agent structure (MPATCGA) to solve the problem of the low optimization precision and long optimization time of simple genetic algorithm in terms of two coding strategy. This algorithm adopted multi-population parallel searching mode, close chain-like agent structure, cycle chain-like agent structure, dynamic neighborhood competition, and improved crossover strategy to realize parallel optimization, and has the characteristics of high optimization precision and short optimization time. Besides, the size of each sub-population is adaptive. The characteristic is very competitive when dealing with imbalanced workload. In order to verify the optimization precision of this algorithm with binary coding, some popular benchmark test functions were used for comparing this algorithm and a popular agent genetic algorithm (MAGA). The experimental results show that MPATCGA has higher optimization precision and shorter optimization time than MAGA. Besides, in order to show the optimization performance of MPATCGA with real coding, the authors used it for feature selection problems as optimization algorithm and compared it with some other well-known GAs. The experimental results show that MPATCGA has higher optimization precision (feature selection precision). In order to show the performance of the adaptability of size of sub-populations, MPATCGA with sub-populations with same size and MPATCGA with sub-populations with different size are compared. The experimental results show that when the workload on different sub-populations becomes not same, the adaptability will adaptively change the size of different sub-population to obtain precision as high as possible.     

一种改进的视觉背景提取算法研究

针对视觉背景提取(ViBe)算法在初始化背景模型时易产生鬼影以及对户外动态场景适应能力差、检测精度低等问题,在算法初始化阶段,通过采用前景点计数的方法,统计静止像素点占前景块的百分比,有效抑制了鬼影的产生,提高了算法检测精度;在前景检测阶段,根据场景的动态程度自适应调整阈值,提高了算法对动态背景的适应能力.实验表明:与原算法相比,在动态场景中算法检测精度提高了20%以上.