多无人机协同编队控制研究现状及进展

目前,多无人机编队是未来战场的主流趋势已成为普遍共识.各国投入了大量资源进行相关理论和技术研究与开发,传感器技术、智能控制技术、信息融合技术以及无线通信技术都获得了较大的进步与发展,无人机技术日臻成熟.回顾无人机的发展历史,概述了国内外无人机集群的重点项目,多无人机编队的关键技术;阐述了编队控制体系与结构,从任务规划与...     

无人机遥感系统维修资源需求预测方法研究

维修资源的需求预测在无人机遥感系统应用及维修部门中有着重要的地位和作用。本文通过对国内无人机遥感系统维修资源需求预测相关文献的研究,归纳总结了该领域当前主流预测方法和新兴预测方法,分析了各种方法的原理及其优缺点。最后结合无人机遥感系统设备使用和维修的特点,揭示了无人机遥感系统应用及维修部门维修资源需求预测的发展趋势。     

无人机测绘技术在城市绿地调查中的应用

针对传统全野外人工绿地调查法费时、费力且成本高的问题,本研究提出了一种基于无人机测绘技术的城市绿地调查法.梳理总结了利用无人机测绘技术进行数据获取、预处理和信息提取的关键流程,并以笔者所在的学校为试验区,开展了试验研究.最后,从作业效率和成果精度方面,将无人机测绘技术与传统全野外测量法进行对比,结果表明:采用无人机测绘...     

黄河宁蒙河段凌情无人机监测应用研究

自2009年凌汛以来,结合凌情无人机应急监测系统各部分的实际需求,在宁蒙河段分别利用固定翼、单旋翼、多旋翼等无人机先后进行了多次凌情监测实践,试验研究了无人机在凌情监测中的适用性,分析了不同机型的优缺点。基于应用研究成果,提出黄河凌情无人机监测方案。     

无人机数字航摄系统的快速测绘与应用

文章围绕微型无人机低空摄影测量技术,介绍了数字航摄系统无人机的选择、传感器的设置,分析了其工作优点和应用现状。     

基于岗位需求的装备类课程考核方法研究

考核是教学中非常重要的一个环节,既能够作为教学全过程的导向,又能检验教学效果是否达成.以部队对毕业学员岗位需求和任职能力为牵引,分析现有勤务保障类装备课程考核方式存在的问题.在此基础上,探究适应部队岗位任职需求的考核方法,并在无人机专业勤务保障类课程无人机数据链系统构造与维修中进行了实践,达到了较好的效果.     

无人机航测技术在矿山测绘中的应用研究

近年来,我国社会经济蓬勃发展,科学技术不断进步,无人机航测技术在我国矿山测绘中得到非常广泛的应用,效果良好。无人机航测技术应用在矿山测绘中,能够快速成图,有效缩短测绘周期,提高测绘效率和分辨率,作用非常显著。因此,本文分析了无人机航测技术的优势,研究了无人机航测技术在矿山测绘中的作用和具体应用,以期有效利用无人机航测技术,提升矿山测绘水平。     

基于SystemView的无人机数据链实验系统构建

针对无人机数据链系统课程的教学,利用SystemView软件构建了无人机数据链系统模型.利用该模型仿真分析,可以得到无人机数据链上行遥控信号从信源扩频、调制、加噪声到解调和滤波等各个环节的时域波形图.实践结果表明,利用System View软件构建的无人机数据链系统模型在教学实践中把抽象复杂的知识点转换成形象直观的波形图,充分调动了学生自主学习的积极性,提升了该课程的教学效果.     

无人机平台及测量技术综述

本文首先阐述无人机技术的特点、优势,并对国内外无人机平台技术的发展进行论述和对比。在应用层面,对近年来国内外基于无人机的遥感技术在救灾、工程测量、地面目标的快速提取等方面的研究进展进行评述,以期理清无人机应用的发展脉络和趋势。     

"低慢小"无人机反制装备与理论探析

当前"低慢小"无人机广泛应用于各个领域,在带来便利的同时"黑飞"现象频发,给民航安全、军事安全和人身安全带来了严重威胁,在现有无人机反制装备的基础上,着重研究无人机反制理论,对相关理论进行归类总结,最后提出关于无人机反制的发展建议.     

无人机鲁棒反推自适应编队导引控制设计

针对一般不确定系统研究了一种鲁棒反推自适应控制方法,采用自适应神经网络对未建模动态进行补偿,并利用Lyapunov 理论证明了跟踪误差的有界性. 分析了长机–僚机编队方式下的无人机编队导引控制策略,采用鲁棒反推自适应控制与动态逆方法对无人机编队飞行综合导引控制律进行设计. 进行了六自由度非线性仿真,表明所设计的编队导引控制器能使僚机对不确定机动的长机进行跟踪,并具有很好的鲁棒性.     

无人机空对地毫米波通信路径损耗预测

针对无人机（unmanned aerial vehicle,UAV）空对地毫米波通信经历的复杂传播环境,综合考虑室内、室外和雨衰等多种影响因素,建立了一种UAV空对地复合传播路径损耗的预测模型。该模型采用楼房密度和高度参数描述城市、郊区和乡村等不同场景,结合UAV高度计算视距（line-of-sight,LoS）路径的出现概率,并获得UAV空对地传播损耗的统计平均值。针对大学校园中不同距离和高度的场景,利用射线跟踪理论分析方法对本文预测模型进行仿真验证。结果表明,该方法获得的统计预测结果与特定场景下射线跟踪确定的计算结果在3种高度下的最大误差分别为5.2 dB、4.8 dB和7.2 dB,说明所提方法可用于城市、郊区和乡村等场景UAV空对地毫米波传播损耗的预测及通信系统性能评估。     

基于鲁棒时变卡尔曼滤波估计的无人机视觉编队

针对一般多输入多输出不确定系统,提出一种基于鲁棒时变卡尔曼滤波的估计算法. 该方法将时变卡尔曼滤波与自适应神经网络相结合,利用自适应神经网络克服外界非线性不确定因素,采用两个误差信号对其进行训练以提高估计精度,并对估计误差有界性进行证明. 将该方法用于无人机视觉编队视线信息的状态估计,仿真结果表明该算法能够很好地估计不确定机动长机的加速度,实现了僚机对长机的有效跟踪.     

基于RBFNN和回馈递推的新型多旋翼飞行器控制

研究了新型多旋翼飞行器的建模与轨迹跟踪控制. 建立了非线性运动学和动力学模型,并提出基于全调节径向基神经网络和回馈递推的鲁棒自适应轨迹跟踪控制策略. 首先设计了飞行器的位置误差PID控制器,用于实时消除飞行轨迹与期望轨迹的偏差,并为姿态控制环构建姿态角指令. 采用全调节径向基神经网络估计飞行器动力学模型中的复合干扰,为避免回馈递推控制器设计过程中对虚拟控制信号的繁琐求导运算,减小对解析模型的依赖度,设计了一种基于指令滤波回馈递推的飞行器姿态控制器. 该设计方法通过滤波器而非直接用解析方法对虚拟控制信号求导,大大简化了控制器的设计过程,节省了控制能量. 仿真实验表明所提出的轨迹跟踪策略的正确性和有效性.     

未知环境下多UAV搜索的区域再入

针对未知环境下多无人机(unmanned aerial vehicles, UAV)协同搜索问题展开研究,通过网格化的环境规则描述,给出了UAV的运动规则及UAV系统的预测模型. 考虑实际战术需求,建立了满足UAV机动性能约束的区域再次进入数学模型,给出了最短再入路径的求解方法. 引入了“伸缩式”协同搜索机制,增加对未知环境的
适应性,同时设计了系统的全局信息库,从而充分利用UAV实时探测的环境信息,实施在线滚动规划. 通过仿真验证了方法的有效性.     

一种鲁棒自适应Backstepping控制方案研究

对基于调节函数的Backstepping自适应控制方案进行了改进,设计了一种新型鲁棒自适应无人机飞行控制系统.首先将某型无人机的系统模型转化为一个含有非线性参数不确定性、不确定的非线性与未建模动态的受扰严格反馈系统,然后提出了一种含有广义误差自适应调节项的新型李亚普诺夫函数,得出了稳定自适应控制律和参数更新律.最后该无人机的鲁棒自适应飞控系统的有效性得到了仿真验证.     

基于中心点和双重注意力机制的无人机高分辨率图像小目标检测算法

无人机拍摄的图像具有分辨率高、视野大以及目标小的特点,而现有的目标检测方法对小目标特征的提取能力不足。为此,首先采用以中心点表示目标的检测网络CenterNet,引入可变形双重注意力机制,以提高对小目标的特征表达能力;然后针对原始非极大值抑制难以处理嵌套型冗余框的问题,在冗余检测剔除过程中提出了广义非极大值抑制方法;最后引入LegoNet卷积单元,减少了卷积参数,实现了精度与速度的平衡。实验主要采用的验证数据集为VisDrone2019和UAV_OUC,UAV_OUC数据集相比于VisDrone2019,其图片具有更高的分辨率。相比于CenterNet,所提出的方法在数据集UAV_OUC和VisDrone2019上的检测精度大约分别提高了10%和2%。     

雷达威胁环境下的多无人机协同航迹规划

针对雷达威胁环境下的多无人机协同航迹规划问题,提出一种基于Voronoi图与蚁群算法结合的智能规划方法. 根据雷达威胁分布建立赋权Voronoi 图,将连续可飞空域离散化为网格点. 通过选取适当的参数放宽蚁群算法的最优性,将每架无人机寻优得到的多组解作为多条备选航迹,建立以协同时间为约束的协同函数,根据协同时间最优决策方法选出每架无人机的最终飞行航迹,进行航迹平滑处理后得到实际可飞航迹. 仿真结果表明,所提出的智能航迹规划方法具有时间协同和整体最优等优点.     

高性能欠驱动水面机器人的有限时间跟踪控制

针对一类非完全对称的高性能欠驱动水面机器人系统,提出一种有限时间收敛的跟踪控制器.利用全局微分同胚变换得到非线性级联系统的形式,将原系统的跟踪控制问题转化为非线性级联系统的控制问题.基于有限时间Lyapunov理论,设计一种有限时间控制器,获得了较高的响应特性和跟踪精度.通过理论分析和仿真实验说明了该方法的有效性和可行性.     

多传感器融合四旋翼协同控制算法及其实现

针对四旋翼无人机定点悬停控制,从应用层面提出了多传感器数据融合方案,设计了相应的协同控制算法.在飞行器整体硬件架构基础上分析量测系统的各个传感器,对于姿态测量通道提出卡尔曼滤波算法,对于高度测量通道提出互补滤波算法,对于水平位置测量通道提出双传感器融合算法.基于四旋翼无人机的状态空间及其小扰动线性化模型,设计了与之相结合的协同控制算法并进行仿真.最后在物理平台上对设计的算法进行验证,表明多传感器融合与协同控制相结合的方法能有效提高四旋翼无人机的定点悬停精度.