无人机自主着陆过程中的视觉导航技术分析

为解决目前国内外无人机难以实现自动着陆的问题,对无人机着陆过程中的视觉导航技术进行研究.介绍了飞行器的降落等级和着陆阶段,分别对无人机着陆过程中的图像处理技术和位姿估计问题进行分析,重点研究着陆过程中的图像特征提取技术和位姿估计的迭代算法.研究结果表明:将视觉导航与其他导航方式相结合,发展鲁棒性好、精度高、实时性好的组合导航位姿估计融合算法将是未来视觉导航的发展重点.     

视觉导航技术在小型无人机撞线回收中的应用

为了提高小型无人机回收的经济性和有效性,提出一种利用计算机视觉技术实现小型无人机撞线回收的导航系统。分析了撞线回收技术,对现有的目标实时跟踪法进行改进,通过采用基于模块匹配的改进算法实现对无人机目标的在线跟踪,使其能够对尺寸和外形都有较大变化的目标进行有效的在线跟踪,并通过仿真实现。实验结果表明:该跟踪算法跟踪速率可以达到15～25 Hz,能够实时解算其空间位置,准确地跟踪无人机目标,基本满足导航系统的实时性要求。     

基于跑道灯光的计算机视觉辅助无人机着陆

针对夜间无人机着陆时标准跑道的灯光会加重图像处理的难度问题,提出一种利用跑道灯光辅助着陆的机器视觉方法。该方法参考标准跑道灯光设置,提取跑道灯光直线特征,对EPnP方法进行扩展,将直线特征表示成跑道平面上3个控制点的加权形式,利用奇异值分解的方法求出控制点在相机坐标系中的坐标,最后使用正交化方法解算出无人机相对于跑道的位置和姿态,为无人机着陆提供了引导信息。仿真结果表明:在距机场距离较远时,该方法能有效地引导其自主着陆。     

空中侦察图像立体重建方法研究

基于双目视觉原理，通过对空中侦察所拍摄的相邻两帧不同角度的二维侦察图像的匹配和分析计算，重建出相应区域的地面三维立体模型，并通过纹理映射等方法得到较为逼真的侦察区域立体影像，恢复出了侦察区域的三维场景概貌。     

基于立体视觉的非合作航天器超近距离相对导航

为实现空间中无法直接获取位姿信息的非合作航天器的相对导航,在充分考虑目标星在空间中做自由翻滚的前提下,提出一种基于立体视觉的超近距离非合作航天器相对导航理论。根据相对位姿动力学模型推导其状态方程,利用立体视觉系统提供观测数据,在此基础上设计扩展卡尔曼滤波器,确定目标卫星相对于追踪星的相对位置,相对速度和角速度,从而优化和引导机械臂捕获目标航天器,并通过实例进行仿真验证。仿真结果表明:该方法对相对位置的估计精度优于0.01 m,相对姿态精度优于0.02?,能有效提高超近距离非合作航天器相对导航的精度。     

无人机回收技术及其发展

介绍了几种常用无人机的回收方式,并分别对不同方式的回收过程、适用的国内外机型及相应的优缺点进行分析和展望.     

基于计算机视觉的舰载直升机助降技术研究

为了辅助舰载直升机安全着舰,一种基于计算机视觉的助降技术被提出。该技术包括：利用图像分割技术从飞行甲板的背景中识别助降陆标图案;采用Harris角点检测器,提取助降陆标角点的投影;根据透视投影几何原理,构造助降陆标角点和图像上相应投影点的函数关系;采用最小二乘法解算函数关系矩阵;对该关系矩阵进行分解,即可得到直升机相对飞行甲板的位姿参数。仿真实验表明：该方法能够实时给出舰载直升机的相对位置和姿态信息,而且在图像检测误差的干扰下,位姿估计仍然保持着较高的精度。     

视觉导航技术发展综述

介绍了视觉导航的概念及其发展历程,分析了视觉导航系统的基本组成模块及其优势。根据视觉信息的基本处理过程,重点对视觉图像预处理技术、视觉图像特征提取技术以及视觉定位技术等方面进行了详细的介绍,并讨论了各项技术国内外的研究现状。最后,指出了视觉导航技术的相关难点以及未来的发展趋势。     

基于视觉的特种机械臂目标识别与定位

针对特种机械臂在复杂环境下对危险品抓取的准确性与实时性需求,提出一种利用视觉信息识别定位的 方法。给出基于单双目视觉系统结合的识别定位策略,采用颜色分割、开闭运算、边缘轮廓检测和特征匹配完成单 目视觉算法,通过立体标定、立体校正和深度计算完成双目视觉算法;根据齐次变换得出的目标物体位置信息对机 械臂进行关节转动角度求解,利用角度阈值范围得出最优解;并通过目标物体位姿测量实验和抓取操作进行验证。 验证结果表明：该方法是可行和合理的,能实现目标物体的实际抓取。     

实现无人机认知导航的视觉环境感知研究进展

介绍了认知理论的相关内容以及无人机认知导航的基本内涵及其国外研究现状。讨论了视觉感知与认知导航的关系,从生物视觉导航机理及其应用角度,梳理了仿生视觉的研究进展。借鉴认知科学思想,从信息认知处理的角度,提出了基于高级视觉感知的认知导航框架,并分析了该方法具有的优势以及需解决的关键问题。     

系留无人机视觉定位技术

针对系留无人机在导航卫星拒止条件下无法定位的问题,设计一种基于合作目标的视觉定位系统。通过 构建视觉定位系统,设计靶标检测算法、靶标偏移量计算算法及数据平滑算法,实现系留无人机的无源定位。试验 结果表明：无人机在飞行及起降过程中,精确检测地面靶标并解算相对位置,可有效解决无卫星信号的定位问题。     

无人机控制与导航系统故障分析及备件优化

针对某型无人机控制与导航系统的类型和特点,设计一种无人机控制与导航系统最优维修策略。利用故障树构建系统的故障模型,计算系统发生故障的概率,分析了各部件的重要度;建立航材备件数量的优化模型,得到了控制与导航系统航材备件的最优配置数量。该策略为控制与导航系统的维修提供了决策依据。     

双目视觉内膛疵病检测系统

针对传统光电检测方法无法获得疵病深度信息的不足,以双CCD摄像机构成的立体视觉为基础,设计并实现了一种基于数字图像处理技术的火炮内膛疵病检测系统;在介绍系统总体设计原理的基础上,研究了检测系统窥膛探头的双目视觉原理、结构组成、光学系统参数,以及自走装置、控制装置等部件,讨论了检测系统的功能模块组成、图像处理方法等软件系统;实测结果表明:该内膛疵病检测系统功能完备、操作简单、精确度高,完全符合实际工作需求。     

无人机航空摄影在国土测量中的应用与实现

为提高国土测量的效率和精度,提出一种基于无人机航空摄影的国土测量方法。介绍无人机航空摄影在 国土测量中的应用实现,包括原始影像获取、参考坐标转换、数据处理和线划图制作,并对成果数据进行中误差验 证。结果表明：该方法能满足国土测量工程需要的精度,大大提高测量效率,为国土测量提供有效的技术支持。     

目标检测网络在无人机视觉定位的应用

针对当前无人机视觉定位准确性和稳定性的难题,对目标检测网络在无人机视觉定位的应用进行分析。 依据无人机视觉定位的特点和目标检测网络的优势,以特征分层提取作为主体设计思路,通过修改SSD 网络结构, 设计损失函数、更改候选框筛选规则、合并归一化网络,提出一种将改进SSD 网络引入无人机视觉定位的算法,得 到无人机的位置信息,并验证了算法的可行性。实验结果表明：该网络能满足无人机视觉定位的要求,有一定的理 论及实用参考价值。     

无人机平台用多源信息融合导航技术

为满足无人机平台的导航要求,提出了一种新型多源信息融合导航方案.该方案以伪距、伪距率差分信息,惯导航向与磁航向的差值信息,以及惯导高度与气压高度的差值信息作为观测量.跑车实验表明:该系统能够提供可靠的导航信息,并且很好的解决了传统组合导航系统工程中航向误差角无法估计以及3颗星状态下组合效果差的缺陷.研究结果可为无人机平台导航方案的选择和设计提供参考.