地面无人作战平台环境感知关键技术研究

介绍了国内外地面无人作战平台环境感知技术的发展现状,在分析环境感知的立体视觉信息处理技术、主动型传感器信息处理技术、平台自主定位技术、多传感器信息集成与数据融合技术、障碍物检测技术等关键技术的基础上,探讨研制地面无人平台环境感知系统的方案设计．     

多传感器定位跟踪技术研究

从方向定位的角度阐述了多平台多传感器的无源定位技术,重点介绍了多传感器的相关理论及对应的数据关联及数据融合技术,给出了多平台多传感器信息融合模型,并系统地介绍了目前实现多传感器信息处理的算法,有助于多传感器目标定位的深入研究。     

无人飞行器的多源信息融合技术发展综述

针对新的作战需求和目标特性赋予了无人飞行器多源信息融合技术新的挑战,开展了无人飞行器多源信息融合技术和典型应用两个方向的研究,全面地总结了近几年无人飞行器的多源信息融合技术的发展概况,整理了信息融合技术中的数据预处理、态势估计、属性融合、态势感知的几种典型算法的研究进展,为相关领域研究提供了参考信息。     

无线传感器网络仿真中的目标定位问题

针对在无线传感器网络仿真平台的设计里,单个可见光传感器无法获得运动目标的距离信息,无法实现运动目标的定位及多传感器的信息融合的问题,提出一种基于多个可见光传感器数据融合的运动目标定位方法。该方法将数字图像处理与数据融合技术相结合,采用运动目标检测与识别技术确定目标个数与种类,运用数据融合技术融合多个传感器的识别结果及节点位置信息,很好地解决了仅利用可见光传感器仿真的情况下,运动目标在监控场景里的定位问题。     

基于多线激光雷达的非结构化道路感知技术研究

为解决无人平台在越野条件下能够感知识别非结构化道路的问题,采用基于多线激光雷达的测距传感器检测技术,通过对激光点云数据做栅格化处理,并进行距地高度、高度差和梯度差等特征统计及聚类分析、目标跟踪,实现了对道路可通行区域、障碍物、坡道和动态车辆等的检测.结果表明,相比于相机,采用基于多线激光雷达的三维测距传感器检测技术,可以更直接地获取障碍物分布的位置信息,能够为无人平台的自主导航提供局部栅格地图.     

某弹炮结合防空武器系统训练仿真平台

某弹炮结合防空武器系统的训练难题较多。该系统的仿真平台实现了主要战斗人员的操作、协同和指挥训练模拟化。仿真平台运用动态建模、信息同步、多感知和图像融合技术,解决了在对抗训练环境下,大场景、多角度图像实时控制与同步显示的难题,利用多传感器实时采集操作信息和指挥信息,对操作精度、时机、协同训练过程全面、准确的评估。     

无人机动平台组合导航系统

以无人机动平台的组合导航系统为对象,根据无人机动平台导航的高精度的使用要求,运用导航定位系统整体设计思想,对组合导航系统进行原理分析,组建了机动平台组合导航系统的系统模型,并基于联邦卡尔曼滤波的信息融合技术,最终实现了无人机动平台组合导航系统的高精度数据融合导航。实验证明,该导航系统性能良好,能够满足无人机动平台的导航需要。     

某无人直升机高度测量系统融合方法

为得到更加准确的垂向加速度信息,提高高度信息的估算,通过组合气压高速传感器、全球定位系统（GPS）和捷联式线加速度计,建立一种具有较高精度的无人直升机高度测量系统。对传感器的特性进行分析,根据某无人直升机的运动学和传感器测量模型,采用噪声淹没技术建立了高度测量系统的状态方程和量测方程,最后,采用集中式卡尔曼滤波技术得到了无人直升机高度的估计,并对无人直升机在中高空的进行了全数字仿真实验。仿真结果表明,相比用单个传感器的高度测量方式,该系统的高度测量具有较高的精度。     

环境感知视觉信息处理技术在无人地面平台中的应用

为快速、准确、全面地获取无人地面平台的内外部环境信息,需对视觉图像处理在无人地面平台环境感知系统中的应用进行研究。介绍环境感知系统的组成,对环境感知信息处理中的辅助标定,路径检测与识别,路标检测、定位与识别,障碍检测与定位以及运动目标检测跟踪5大主要视觉信息处理技术进行阐述,并对该技术当前应用的相关图像处理算法进行总结。该研究可为无人地面平台系统的环境感知技术提供参考。     

机器人技术在装甲车辆上的应用

机器人技术是实现战车无人化的一项重要技术.随着机器人技术的不断发展,自主式移动机器人技术应用在装甲车辆上将逐渐成为可能.这涉及到的诸多方面的研究成果有局部与全局导航方案的研究、基于感知的位置判断、障碍物的检测和避障的新方法以及多传感器信息融合等.阐述了机器人技术在装甲车辆上的应用,介绍了其相关技术,对装甲车无人化的现状及发展进行了概述.     

无人地面平台多传感器的联合外标定方法

针对现有的传感器标定方法的不足,提出一种采用3D标定物的无人地面平台多传感器联合外标定方法。在参考和借鉴国内外学者的智能移动机器人传感器标定研究成果的基础上,建立了无人地面平台和多传感器坐标系;并从3D标定物、多层激光测距仪的外标定、多层激光测距仪和CCD摄像机的联合外标定、坐标系之间的齐次变换和L-M非线性最优算法等几个方面论述多传感器的外标定方法和步骤;对标定结果进行了验证和误差分析。现该方法已经成功应用于中型无人地面平台项目。应用结果表明:该方法能修正各传感器的安装位姿误差,保证标定后的各传感器的测量精度和目标(障碍物)在平台坐标系的一致性。     

基于改进D S 理论在无人化武器系统信息融合中的应用

针对无人化武器系统多传感器数据之间存在的信息融合问题,提出一种将AHP法和D-S证据理论相结合的无人化武器系统信息融合算法。根据多个传感器信息融合时所在环境条件对各传感器精确程度的影响,通过AHP法确定在多个传感器基本概率赋值中各传感器的权值,并利用D-S证据理论进行改进,实现了目标识别。实例分析结果证明:改进后的识别结果明显优于传统D-S证据理论的识别结果,在一定程度上改善了目标识别系统的性能。     

基于优化向量场直方图法的机器人避障方法

为解决移动机器人在未知环境下的路径规划问题,从多传感器信息融合入手,研究了基于向量场直方图法的移动机器人避障方法,分析了向量场直方图法的特点,并对向量场直方图法进行了优化;仿真结果表明：该方法能在复杂未知环境中避开障碍物并寻找最优路径,验证了该优化算法的正确性和有效性.     

基于双目视觉的UUV避障半实物仿真系统

由于无人水下航行器（UUV）避障研究的实物海洋试验成本高且风险较大,故针对在试验室进行UUV自主避障规划的需求,利用双目视觉展开了UUV避障半实物仿真试验系统的设计研究,包括多自由度运动台架模拟UUV的运动,双目摄像机代替前视声纳作为避障传感器。阐述了实物双目视觉子系统的关键技术和UUV模型子系统的软件实现方法,以及系统的体系结构、数据交换方法,并进行了基于规则的避障仿真联调试验,结果表明,该系统结构简单,试验实施便利,可作为演示、验证和评估避障路径规划正确性和有效性的实用手段。     

无人系统人工智能末端平台

针对现有人机交互平台存在的问题,建立软硬件全国产化、人工智能(artificial intelligent,AI)、边缘计 算的无人系统末端平台。将信息融合技术、5G 通信、自组网通信、人工智能以及嵌入式处理器应用等内容进行集约 集成,对无人系统人工智能末端平台的功能框架进行设计,形成一种在多功能多用途、智能化及人机交互友好的操 控平台。应用结果表明：该平台兼备无人系统多种功能,符合无人系统发展方向,可为无人系统智能化、信息化的 研制发展和推广应用提供参考。     

多传感器目标特性测量及数据融合应用

通过对单一探测模式的特点以及典型地面装甲的多种光电特性曲线及图像特征的分析，阐述了多模探测复合原则，以及多模复合回波数据融合结构，讨论了多传感器信息融合的模型和分析方法。基于多传感器信息融合技术有利用不同传感器工作方式上的协同作用和所获取目标信息的互补性，提高对目标的识别能力达到改善系统性能的效果。     

基于单线激光雷达数据拼接的地面环境感知技术

为了准确获取机器人周围的环境信息,将单线激光雷达应用在地面车辆构建的地面环境感知实验系统.利用阿基米德螺线凸轮机构实现UTM-LX30单线激光雷达的匀速往复运动,通过数据拼接算法和空间几何变换实现场景重建和障碍特征提取,通过插值拟合成统一格式的面数据;将雷达扫描所得地形图中高点和低点进行匹配,计算得到最大偏差为0.5 cm,完全能够满足无人平台的导航需求;运用Matlab模拟构建10 m×10 m区域,根据障碍特征提取得到3维地形数据的最大高度差和最大斜度,结合车体的最大越阶高度和最大爬坡角度,仿真得出无人平台的最佳路径.仿真结果表明:地面环境感知技术具有可行性和有效性,有一定参考价值和实用价值.     

基于时延矢量封闭准则的多传声器降噪方法

目前国内外提出的经验模式分解降噪方法大都在已知噪声类型的基础上针对单传声器信号进行研究,没有利用多传声器之间的融合信息。因此,提出基于时延矢量封闭准则的多传声器信号降噪方法。该方法首先将采集得到的信号进行EMD分解,将所得的对应IMF分量进行互相关,求取时延值,然后依据TDVCR进行时延矢量误差运算,得到IMF分量权重矩阵,最后根据IMFs及其对应的权重矩阵进行信号重构,得到去噪后的信号。试验表明:该方法有效利用了多传声器时延矢量匹配准则,在不增加任何先验信息的前提下降低了噪声,取得了满意的试验效果。