小型无人机GPS／航程推算组合导航系统研究

探讨了在无人机上发展ＧＰＳ／航程推算自式组合导航系统的必要性和可行性；对利用ＧＰＳ定位信息进行导航时所需的坐标转换问题作了分析研究；并对研制的ＧＰＳ／航程推逄组合导航系统的设计思想，总体方案，工作原软硬件结构作了介绍，给出了在小型无人机上进行导航试验的结果。     

无人机测控与信息传输技术发展的分析

随着信息技术的发展,我国已经实现了无人机测控技术,通过对无人机进行遥控和信息传输,可以从多角度的进行信息测控,但其测控水平取决于无人机的功能和性能,对此,本文对无人机测控与信息传输技术的发展现状进行了研究,并对其发展趋势进行了分析.     

高空长航时无人机导航系统研究

以高空长航时无人机为研究背景,从我国国情出发,对捷联惯性导航系统(SlNS)、全球定位系统(GPS)、"北斗"卫星导航系统(BDSNS)和大气数据系统(ADS)在高空长航时无人机导航系统中应用的可行性进行了分析,在此基础上提出基于自适应联邦滤波的SINS/GPS/BDSNS/ADS组合导航系统方案,建立了组合导航系统的状态方程和量测方程,给出了自适应联邦滤波算法,并设计开发了组合导航仿真系统.通过对GPS被关闭或限制使用等典型情况的计算机仿真,表明该系统具有较高的导航精度和良好的可靠性.     

STD工控机组成的小型分布式测控系统

介绍了一种以ＳＴＤ单片机模板为核心的分布式测控系统的设计与实现。该系统适用于各种中小型企业生产中的自动控制和管理。     

小型Windows网络系统及其在工业测控系统中的应用

本文简要讨论了小型ｗｉｎｄｏｗｓ网络系统的建网技术及方法。通过网络ＤＤＥ可使网上数据共享。并在此基础上给出了一个基于ｗｉｎｄｏｗｓ ｆｏｒ ｗｏｒｋｇｒｏｕｐｓ３．１１的工业测控系统网络实例。     

小型无人机地面监测显示系统

本文介绍我们自行研制的小型无人机地面监测系统的设计思想、工作原理及系统功能．并分别介绍了系统的总体设计、硬件结构及软件流程．     

无人机系统

所属单位 航天恒星科技有限公司 产品简介 该系统采用了通用无人机测控通信高速数据传输、实时高清图像压缩处理、自动目标识别、高精度目标定位等核心技术。航天恒星科技公司具备机地一体化仿真分析、无人机系统研制、测试和飞行试验等能力;拥有多个类型的普查、详查型无人机应用系统,可提供无人机综合应用系统集成与运营,以及数据加工等服务。     

小型电动无人机总体参数设计方法研究

小型电动无人机是目前无人机设计研究领域的重要方向之一。电池的比能量比功率低，电池在不同放电条件下具有不同的比功率，比能量也会发生相应的变化等，使得小型电动无人机在总体参数确定方法和参数的选择上，和以活塞式发动机为动力的无人机相比，具有不同的特点。文章通过电池重量系数等参数的引入，将传统飞机的总体参数确定方法拓展到小型电动无人机的总体参数设计中，研究了小型电动无人机总体参数确定方法和参数的选择过程，同时介绍了试验样机的飞行试验情况。     

小型无人机掠海飞行高度滤波系统优化设计

针对掠海飞行小型无人机高度控制精度要求,设计了以无线电高度表和垂直加速度计为测高设备的三阶组合测高滤波系统。基于对某小型无人机实际飞行数据以及海浪谱的分析,建立了垂直加速度计和无线电高度表误差模型,推导出该组合测高系统输出高度信号的均方误差关于反馈增益的函数,并采用遗传算法优化得到该函数的极小值和系统的最优反馈增益。仿真结果表明,该三阶组合测高滤波系统可有效滤除海浪噪声,且采用遗传算法优化得到的反馈增益,其滤波效果优于传统上采用等根法得到的反馈增益。     

无人机跟踪系统仿真平台的设计与实现

为解决无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)在进行地面目标跟踪实验时,存在验证难度大,成本高等问题,设计和实现了基于视景仿真软件和MATLAB/Simulink的仿真平台.首先,选择汽车作为地面目标,在视景仿真软件中导入UAV和汽车的三维模型,并设置虚拟云台和摄像机.其次,利用UAV、汽车与云台之间的相对运动模拟UAV跟踪过程中场景的变化,基于运动补偿的云台控制算法保证了虚拟摄像机始终指向目标.然后,虚拟摄像机采集目标所在区域的图片,图像跟踪算法跟踪图片中的目标,并利用目标图像模型解算目标在世界坐标系下的位置.最后,根据目标位置,使用参考点制导法生成期望的滚转角指令,引导UAV围绕目标盘旋飞行.视景仿真软件、图像跟踪算法和MATLAB/Simulink之间通过共享内存与UDP进行闭环通信.此外,提出一种实用可靠的标定方法,完成了视景仿真软件中虚拟摄像机内参矩阵的标定.仿真结果表明:该仿真平台能较好地模拟UAV对不同运动状态汽车的跟踪,得到的仿真结果具有较高的工程参考价值.本文的研究成果为目标跟踪实验提供了良好的仿真环境,有效减少实验成本.     

无人机飞行数据的可视化技术

在分析无人机领域飞行数据特征的基础上,设计了与数据相对应的可视化图形元,完成了基于ＰＣ机低成本硬件系统的飞行数据的可视化。在软件设计过程中,使用前后台编程技术,解决了地图航迹视图显示调图过程中出现的冻结问题;采用色彩优化算法,实现了彩色地图的伪彩色逼真显示。该系统经过实际飞行的验证,成为小型无人机公共地面控制系统的重要组成部分     

基于CAN总线的无人机控制系统协议研究

从无人机的特点和架构出发,在研究比较CAN 2.0B标准、CANaerospace协议和KWP2000协议的基础上,对CAN总线应用协议进行了裁剪,设计了符合无人机控制要求的CAN网络应用层协议和诊断协议,并通过CANoe验证了该协议的可靠性和通信实时性.     

Nonlinear symbolic LFT model for UAV

A nonlinear modeling framework is presented for an oceanographic unmanned aerial vehicle(UAV)by using symbolic modeling and linear fractional transformation(LFT)techniques.Consequently,an exact nonlinear symbolic LFT model of the UAV is derived in a standard M-Δform where M represents the nominal,known,part of the system andΔcontains the time-varying,uncertain and nonlinear components.The advantages of the proposed modeling approach are that:it not only provides an ideal starting point to obtain various final design-oriented models through subsequent assumptions and simplifications,but also it facilitates the control system analysis with models of different levels of fidelity/complexity.Furthermore,a linearized symbolic LFT model of the UAV is proposed based on the LFT differentiation,which is amenable directly to a sophisticated linear robust control strategy such asμsynthesis/analysis.Both of the derived LFT models are validated with the original nonlinear model in time domain.Simulation results show the effectiveness of the proposed algorithm.     

基于Cortex-M4的无人飞行器安防系统研究

针对大型园区、厂区安防人工成本高,及时性差等问题,设计了无人飞行器安防系统. 飞行器采用四旋翼结构,其控制系统以Cortex-M4为架构,通过获取惯性传感器数据,使用串级比例积分微分控制实现自平衡,并利用GPS与气压计获取自身位置、高度信息,使其按照预定路线自动巡逻. 控制中心通过无线网络接收飞行器采集的视频,使用跟踪学习检测算法对视频数据进行分析,当锁定目标后,远程控制飞行器进行跟踪. 经过试验,飞行器具有很好的悬停能力,能够按照预定轨迹飞行. 跟踪算法能锁定动态目标,并对飞行器进行实时控制. 结论表明无人器可以完成巡逻和跟踪任务,自动化程度高,节省人力.     

无人机网络中基于状态迁移的访问控制模型

由于传统的访问控制机制在无人机网络资源类型众多且高速移动的情况下缺乏灵活性,所以为了实现无人机网络的授权变更与无人机间任务转移时的权限弹性管理,提出一种基于状态迁移的访问控制模型．该模型依据细化的客体资源访问性质来制定状态迁移规则,在无人机网络授权变更和权限转移时不仅实现了弹性权限管理,而且确保了主体优先级访问控制．在无人机网络环境中的实验结果表明,该方案的执行时间随主体和客体数量增加呈近似线性增长,且在无人机网络复杂的访问控制场景中是可行的．     

无人机中继广播通信系统航迹优化方法

为了提高固定翼无人机中继广播通信系统链路传输的连通性,提出中继无人机航迹优化方法．首先分析了无人机中继广播通信系统单用户节点的中断概率近似计算公式,并以此为基础推导出了服务区域内所有用户节点平均中断概率的近似计算公式; 然后基于服务区域内用户节点平均中断概率最小化准则提出了中继无人机的航迹优化方法,并进一步给出了最优航迹下单个用户节点的精确中断概率计算公式;最后通过计算机仿真验证了所提出方法的有效性．     

无人机战术组网的网络体系结构研究

无人机的运用是网络中心战中至关重要的一个环节,其组网是增强无人机之间通信能力的重要手段,移动Ad Hoc网络是实现无人机战术网络最合适的网络体系结构.根据无人机网络的特殊应用环境及其战术通信的特点,提出了基于无人机战术网的移动Ad Hoc网络分布式的网络体系结构.鉴于跨层设计是实现未来移动通信系统高速率和高服务质量的必然趋势,提出了无人机战术网络的跨层设计与优化思想,为无人机组网研究提供理论指导、实现方法和技术手段.     

无人机测图的像控点布设优化及精度提升措施

为探讨区域网法像控点在平原地区的优化布设方案,利用高精度定位定向系统(PositionandOrientationSystem,POS)数据辅助设计4种对比方案.研究表明:各布设方案空三加密的平面精度相近,高程精度差异明显,POS数据可显著提升高程精度;本文所提基线间隔为10、航带间隔为4的区域网法像控点优化布设方案精...     

响应和滤波器偏差感知约束的无人机目标跟踪算法

针对无人机视觉跟踪任务中目标外观变化大、视野角度多变问题,提出基于响应和滤波器偏差感知约束的无人机实时目标跟踪算法.该算法根据视频帧间响应差和滤波器变化的一致性,通过建模前后帧响应差和滤波器的变化,建立基于响应偏差感知和帧间滤波器偏差约束机制的目标函数,学习目标的外观变化和滤波器的帧间变化.引入辅助变量构建优化函数,采用交替方向乘子法（ADMM）将计算目标问题转化为求相关滤波器和辅助变量的最优解.采用跟踪准确度和成功率指标,将所提算法与其他9种算法在DTB70、UAV123@10 fps和UAVDT等3个无人机视频数据库上进行对比实验.实验结果表明,所提算法对遮挡、形变、角度变化等干扰属性均具有良好的鲁棒性,跟踪平均速度达到39.0帧/s,能够有效跟踪无人机目标.