基于开源软件的无人机飞行仿真

飞行控制算法设计和仿真是无人机研制的关键步骤。为了缩短无人机飞行控制算法设计周期和试验成本,本文对无人机纵向和侧向控制算法进行了设计,并基于开源软件开发了固定翼无人机可视化的飞行仿真系统,对飞行控制算法进行仿真实验。仿真结果显示,飞行仿真系统实时且直观,通过对飞行仿真试验数据的综合分析,验证了飞行控制算法的有效性,该飞行仿真系统可广泛应用于无人机飞行控制算法的仿真验证。     

六旋翼植保无人机模糊自适应PID控制

六旋翼植保无人机在作业过程中自身载荷变化将引起飞行控制性能下降、抗扰动能力降低等问题。为了提高六旋翼植保无人机的可控性,通过对六旋翼植保无人机在喷洒农药过程中进行分析和建模,推导出植保无人机时变动力学模型,提出了一种模糊自适应PID控制算法,模糊自适应PID算法适应性强,参数整定简单,提高了系统动态响应和稳态性能。将各个传感器的测量参数输入到模糊自适应PID算法中,可以得到对应的控制量,实现飞行器稳定运行。通过使用Matlab软件对飞行系统进行仿真,并结合实验平台实际飞行控制表明,系统的动态性能和稳定性得到了有效提高。     

电力巡线无人机机载电磁场检测系统设计

针对高压输电线的电磁场辐射对电力巡线无人机带来的安全隐患问题,设计了一种机载电磁场检测系统,能够检测出无人机与高压输电线在不同距离时的电场和磁场强度.测试结果表明,系统所测得的电磁场强度与无人机和高压输电线的距离成线性关系.检测数据通过无线传输到地面控制中心或直接提供给无人机飞控处理单元,便于实现对无人机的安全飞行控制,对无人机在巡线作业时保持安全距离起到了非常重要的作用.     

基于六旋翼无人机的PM2.5低空测量系统

研究PM2.5低空的分布规律对大气污染综合治理提供科学依据具有重要意义。针对目前不便获取低空PM2.5分布数据的情况,开发一套用六旋翼无人机搭载设备进行低空测量的系统。该系统将空中采集的PM2.5数据与机上GPS数据进行融合,并存储到SD卡;同时通过无线将数据实时传回地面,地面站利用基于VC++编写的PC数据监测软件实时监控测量情况。测量结果表明,无人机能够准确稳定的按照规划的航线进行飞行测量,采集数据高效完整。初步测量表明,在5月底在至6月初,南昌地区0~150 m垂直方向上PM2.5的浓度大小无明显变化。     

某型飞机高清DVI视频采集传输技术

随着视频传输技术的不断发展,视频格式已经从以前的复合模拟视频发展到VGA视频,再到当前应用比较广泛的DVI数字视频,在某新型飞机的飞行试验任务中,需要对机上多功能显示器输出的高清DVI视频进行采集和传输,该DVI视频的数据速率远远高于以往机上采集的视频,该文对实施过程中遇到DVI信号时序匹配和衰减问题进行了研究分析,并对解决问题采用的DVI编码技术和DVI均衡技术进行了详细阐述。飞行试验测试技术也必须跟随航空电子技术的发展而发展,才能对航空电子产品进行鉴定。更为重要的是,通过机载视频图像的实时采集和遥测,实现座舱信息的实时监视,对保障飞行安全、保障试飞工程师及时有效地掌握飞行信息、及时做出飞行指令、加快飞行进度是必不可少的。     

相山铀矿田航空能谱数据图像处理与分析

航空γ能谱测量是一种快速、有效的铀矿地质普查和找矿的手段.以相山铀矿田为例,利用ArcGIS、ERDASIMAGINE软件平台,将光学色彩空间变化方法——孟赛尔变换等数字图像处理技术引入航空伽玛能谱数据处理中,获得了一套有关相山火山盆地放射总场强度、放射场类型和放射场纯度等特征性能谱信息.这一新的能谱数据处理思路和技术,为相山铀矿田地质勘查提供了新的线索.     

基于运动捕捉系统的小型有动力无人机气动特性分析

通过运动捕捉系统获取飞行参数,最终通过公式推导的方式获得有动力小型无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)的空气动力学参数.首先,使用精确的电子秤测量无人机在不同推力功率下的推力值,得到无人机的推力曲线.其次,无人机在Vicon运动捕捉系统环境下进行飞行试验,得到飞行过程中无人机的位置及姿态信息...     

农田环境四旋翼UAV信息采集系统的设计与试验

低空无人机将成为实时、快速监测农情参数变化的重要平台。简述了精准农业体系中基于四旋翼无人机农田信息采集系统的功能模型,设计了以STC89C52单片机为核心的低功耗无线温湿度测量系统,并对比nRF24L01芯片和nRF24L01芯片增加功率放大器和低噪声放大器后该系统的无线通信距离和误帧率。在农田环境中进行了四旋翼低空无人机载温湿度测量试验,试验结果表明:本系统能够进行超低空农田信息采集和无线传输,传输速率为2 Mb/s时通信距离可达500 m,温湿度测量误差分别低于3.0%和0.5%,基本能够满足农田环境中的超低空信息采集和无线传输需求。     

航空能谱测量数据微弱信息处理方法研究

目的利用已有的航空能谱原始测量数据寻找砂岩型铀矿。方法利用航空能谱原始测量数据,选择区域等值图编制、元素间比值分析、能谱组合特征参数计算以及相关分析等数学分析方法进行综合参数研究。结果应用不同方法提取了与砂岩型铀矿成矿有关的航空能谱测量的微弱信息,研究了铀源和铀元素的活化迁移规律,预测出砂岩型铀矿成矿远景区。结论该方法在潮水地区砂岩型铀矿找矿中应用效果较好。     

无人机倾斜摄影测量构建悬索桥三维模型与病害检测——以邵阳市桂花大桥为例

为解决大型桥梁病害检测工作存在检测难度大、效率低的问题。以邵阳市桂花悬索大桥为实验对象,利用无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)搭载单镜头相机,按照“井字飞行”和“环绕飞行”两种航线飞行模式进行倾斜摄影测量构建悬索桥三维实景模型。利用三维模型测绘软件EPS测量悬索桥特征点几何要素,进行悬索桥构件几何参数和病害的检测。实验结果表明：利用无人机倾斜摄影测量构建的三维实景模型纹理清晰,外观效果较好,还原了桥梁的真实形态。利用全站仪实测数据进行精度验证,“井字飞行”和“环绕飞行”两种模式构建的三维模型均具有较高的几何精度。“环绕飞行”模式相对于“井字飞行”模式在作业效率、影像数据量等方面具有明显优势。基于无人机倾斜摄影测量构建的桥梁三维实景模型能发现和定位显著的病害,可为其他工程应用提供借鉴和参考。     

富锦-友谊地区航空电磁测量影响因素分析

航空电磁法作为一种快速有效的地球物理勘探方法,近年来被广泛应用于各个研究领域。为了对影响直升机时间域航空电磁测量的因素进行分析和评价,通过对黑龙江富锦-友谊地区进行航空电磁测量,分析在不同的测量条件下对测量数据的影响,包括不同发射基频以及不同飞行高度。同时对测量数据质量进行评测,通过不同的飞行指标是否满足精度来评测本次飞行的稳定性和可靠性。评价指标包括重复线测量数据质量、飞行高度以及测线偏航统计等。分析结果表明:本次飞行工作所采集的航空电磁数据可靠,通过电导率深度剖面图说明所选取的飞行高度和发射基频合理. 本次研究工作为今后更好地开展航空电磁测量提供了依据。     

一种用于天线面形恢复测量的无人机导航方案

天线近场面形恢复算法需要搭载发射源的无人机沿特定轨迹飞行,并获得其位置。根据面形恢复算法对无人机飞行的要求设计一种包含差分GPS和视觉传感器的导航方案,在此导航方案的数据融合时间策略下使用常规扩展卡尔曼滤波器将出现震荡问题。为此提出一种基于SageHusa滤波算法改进的自适应扩展卡尔曼滤波器,并通过仿真和实际飞行测试将其与常规扩展卡尔曼滤波器进行对比。实验结果表明,此自适应扩展卡尔曼滤波器在实际应用中表现出更好的性能,并在弱GPS信号情况下能够趋向于更可信的视觉里程计数据。此方案基本满足天线测量时无人机沿轨迹飞行并采集位置数据的要求,有望实现射电望远镜主动面实时闭环修正。     

GPS RTK技术与PPK技术联合作业的应用

RTK技术在地形比较复杂的地区容易受到电台和作业距离的限制,影响测量进度。PPK技术虽不能实时定位测量,但是不需要进行数据传输、基本不受作业距离限制,两者联合作业,可充分发挥其优势,提高测量作业的质量和效率。     

轻小型无人机飞行方案设计及其建模精度研究

轻小型无人机飞行高度和像控点布设间距是影响三维实景模型的关键因素,利用大疆精灵4RTK无人机,以工程测量中常用的几种飞行高度和像控点布设间距设计飞行方案,构建出三维实景模型,并对三维模型精度和无人机作业全过程效率进行对比分析,研究表明当飞行高度在60～100 m、像控点间距在500 m左右时,构建出的三维模型精度可靠且飞行方案更合理、经济,为轻小型无人机在工程测量中的应用提供了参考依据。     

无人机航空摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用

无人机航空摄影现在已经广泛的应用于大比例地形图测绘、文物修复、环境监测保护、灾害区域分析和自然资源管理等领域。利用无人机对武汉某大学校区进行航空摄影测量,使用常规无人机航空摄影操作及方法,得到无人机航拍图片,利用达北软件对数据进行处理,得到DEM、DOM等数字产品及其衍生物,获得1:2000的大比例尺地形图,通过精度分析,探讨了无人机在飞行姿态不稳定条件下作业对测图髙程精度的影响,为无人机在地形图测绘和其他生产领域的应用提供参考。     

由单板计算机控制的多功能放射性测量系统

本文介绍了一种由单板计算机控制的多功能放射性参数实时测量系统。该系统能进行伽马射线能谱、多路多定标及稳谱测量。文中论述了其测量方法及原理。经实时测量证明,这种测量系统获取数据和处理数据的能力都好于其它同类仪器。在实验室核测量自动化方面进行了探索和改进,对实际放射性测井工作也有启发。     

基于ZigBee的温室大棚环境监测系统研究

为了实现对温室大棚的自动化、智能化管理,采用ZigBee技术和GPRS技术,设计了基于微型无人机的温室大棚环境监测系统。监测系统以PC机为控制核心,通过各种传感器和微型无人机进行环境数据的采集和农作物生长状态信息的获取,经由无线收发模块CC2430和GPRS网络完成数据的传输,最终将采集到的数据信息直观地显示在PC机上。系统将无线ZigBee网络与微型无人机采集模块相结合,实现对温室大棚农作物生长状态的实时监测。     

电动多旋翼无人机转向能耗测试系统设计与试验

本文针对电动多旋翼无人机的能耗测试,设计了一种基于单片机的无人机转向能耗测试系统。该测试系统主要由角速度传感器,功率测量模块,无线通讯模块以及单片机等部分组成,并基于LabVIEW软件设计了上位机程序,以实现对测试过程数据的实时显示和保存。对系统进行试验表明：系统数据采集频率为100 Hz,电压测量精度为99.93 %,电流测量精度为99.87 %,转向角度测量精度为98.10 %,可见该系统测量精度较高,能满足电动多旋翼无人机转向能耗的测试及相关数据的获取。     

基于状态预测的无人机导航控制

基于飞行惯性对无人机路径导航实时控制和控制精度的影响,将灰色预测模型与模糊PID控制进行融合,提出了基于无人机飞行状态预测的导航控制策略.将无人机飞行状态预测信息作为系统状态调节的输入,构建灰色预测模糊PID航向控制系统,达到对无人机进行实时、准确导航飞行控制的目的.仿真实验结果表明:灰色预测模糊PID控制器可以有效提高无人机导航控制系统的鲁棒性、实时性,与传统的PID控制器相比,其控制性能更优.     

基于视觉的四旋翼飞行器智能识别规划方法研究

针对四旋翼飞行器系统中图像识别与航迹规划问题,提出了一种基于视觉的智能识别规划方法,并搭建了基于Linux嵌入式控制的飞行实验平台.在控制过程中,搭载云台相机并结合OpenCV库函数对相机捕捉到的画面进行实时图像处理,实现无人机的目标识别与定位;通过改进遗传算法对无人机飞行路径进行合理规划,使其完成从起点到终点并途经所有中间点而路径最合理的任务;结合Guidance视觉传感导航系统中的超声波数据,利用获取的近地面高度信息实现飞行器精确定位.最后,通过实验验证了该方法的有效性.