Egli天线系统在新型无人机开发中的应用（英文）

近年无人机作为一种新型的探测工具得到了国家和社会各界的较大关注,它在灾区人员救援及地势险峻地区探矿等方面具有无可比拟的优点,在未来的相关领域会产生可预见的极大贡献,在以往无人机的基于图像相似模式识别、红外RS识别的较成熟的搜索机理之上,选用能很好适应山地丘陵地形的Egli短鞭状天线作为短距离无线通信系统的重要组成部分,对在不同通信频率、无人机飞行高度和四周不同地形对系统的影响进行了详细分析。创造性的提出了适用于多种复杂地形的新型搜索技术机理,结合低能耗处理器和先进的无线传输技术的新型无人机探测系统在试用及实践中均得到了较好的效果。     

基于改进蚁群A~*算法的输电线路路径搜索

以GIS作为输电线路路径选择的地理信息采集和分析平台,综合考虑线路走廊区域地形、地貌、地物、环境等方面的影响因素,利用层次分析法得到线路走廊区域的线路综合成本量化值.结合高压输电线路路径选择特点,建立了基于改进蚁群算法的高压输电线路路径自动搜索模型,实现了输电路径的跨越式搜索和障碍的规避.模型引入路径局部成本控制启发策略及A~*导向算法,提高了路径搜索效率.用C#2010和ArcGIS 10.0开发了输电线路路径自动选择程序,并采集无人机航拍的现场地理数据,验证了模型和方法的有效性.     

水星可照时间与搜索半径影响因素研究

采用光线追踪算法模拟起伏地形下的可照时间时,随着对地形遮蔽状况进行搜索的半径不同将直接影响到可照时间计算的准确性与高效性.本研究基于DEM数据,针对水星独特的轨道运动特征,太阳高度角随水星运动变化缓慢的特点,研究了水星2种典型地貌下不同太阳高度角的搜索半径和基于搜索半径的平均可照时间变化状况.同时构建了以5种影响搜索半径与可照时间的因子作为输入变量,分别以搜索半径与平均可照时间作为输出变量的BP神经网络.模型通过了检验,5种影响因子与搜索半径影响的显著性由高到低：太阳高度角>高程标准差>地形开阔度平均值>地形起伏度>地表粗糙度平均值;与平均可照时间影响的显著性由高到低：太阳高度角>高程标准差>地表粗糙度平均值>地形开阔度平均值>地形起伏度.该模型可为计算水星最搜索半径以及可照时间提供参考.     

三维地形中基于加权框架四叉树的路径规划

研究三维地形中的路径规划问题.提出建立加权框架四叉树进行路径规划的方法,改进了传统的利用正规网格进行规划的方法,减少了搜索节点,提高了运动速度.该方法将不同的因素作为四叉树中叶节点的权值,通过搜索得到时间最优路径.只要针对不同的应用设置相应于各种因素的响应函数,则加权框架四叉树就可适用于三维地理环境中多种应用环境中的路径规划.     

无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析

在基础地理信息采集中,航空数字摄影测量是最有效的手段之一.随着科学技术的发展以及微处理机的应用,政府部门对于测绘资料的需求也在不断提高.无人机航空摄影测量技术作为一种新兴的测量技术,成为地形测绘的重要手段.该文结合工作经验和日常研究成果,对该技术进行研究分析,阐述了无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用.     

基于改进蜜獾算法的无人机三维路径规划

为更有效解决无人机三维路径规划的优化问题,提出一种改进的蜜獾算法,在挖掘阶段和采蜜阶段之后加入透镜成像反向学习策略,增强了算法的探索能力,使得算法能够更快地收敛。通过指数函数生成不同数量的障碍物并模拟不同的飞行场景,增强了地形仿真的多样性;同时通过行程代价、环境的地形代价和边界代价作为目的函数,提高了无人机航行的稳定性。最后通过实验仿真很好地验证了改进的蜜獾算法在该问题中的有效性和实用性。     

基于多蜂群的多无人机协同自适应搜索

针对多无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)在未知海域环境下协同搜索这一重要研究课题,提出基于精英学习的多蜂群协同自适应搜索路径规划算法。首先,建立考虑飞行高度时变的无人机模型、传感器模型以及海域模型。其次,在该模型基础上建立了包括目标发现收益、期望探测收益及避碰等多目标效能函数。在考虑到UAV飞行高度动态变化时采用不同搜索策略,由于传统蜂群算法在搜索中存在适应性差、速度慢等缺点,提出基于精英学习的多蜂群算法,保证了搜索效益的最大化。最后,通过仿真实验验证了算法的有效性和实用性。     

基于改进型A*-Markov联合模型的无人机航路规划

实验一种基于改进型A~*算法来对无人机进行任务路径规划.引入了无人机的机动步长、转角限制和飞行高度,有效地缩减了无人机搜索空间,除此之外还引入了地形、任务等约束条件,使航路规划更接近于真实环境.考虑到规划过程中敌方能力的不确定性,以及无人机在航路中的生存概率的不可知性,采用八状态Markov模型评估无人机的飞行状态.该模型与A~*算法结合时在威胁区域内完成任务后,由于时间的积累向外扩展时生存代价值越高,导致迭代次数过多,而同心圆模型越向外扩展时生存代价值越低的优点可避免该问题,因此引入同心圆模型与Markov模型的联合模型.仿真实验结果表明,该方法可以有效地检测航路中飞机的各种状态的概率,以此对整个航路进行评估,并且有效降低了仅采用Markov模型时在威胁区域内完成任务点后规划新航路迭代次数过多的问题.     

无人机赋能临海通信系统：机遇与挑战

无人机被广泛应用于各种商用/民用领域,并有望在未来十年带来巨大的价值和广阔的商机.在无线网络如4G/5G乃至6G及其新技术的支持下,无人机能够高效地完成空中监测、空中摄像、搜索和救援等任务.特别地,无人机作为空中通信平台/用户的相关应用是近几年的研究热点,而现有的大多数研究集中在陆地环境.本文针对临海通信系统,系统阐述无人机在涉海应用中的前景与挑战.首先介绍无人机类型及应用场景、通信链路和信道特性,然后讨论临海空间中无人机在方位部署、路径规划、能量效率、通信覆盖、干扰控制、远距离数据回传等方面的问题与机遇.最后考虑风对临海无人机通信的影响,以海上浮标数据收集为例,设计了一种无人机循环飞行轨迹,其能够主动适应/利用海风实现高效节能通信.通过系统介绍、问题凝练与案例分析,指引无人机赋能临海通信系统设计.     

一种快速3维无人机航迹规划方法

无人机三维航迹规划由于规划约束众多,同时面临在巨大的搜索空间中寻优,往往规划速度慢,规划效率低.结合二维规划和高度规划实现三维规划是一种有效提升规划速度的解决方案,在利用Fast M arching Method(FMM)进行二维规划的基础上,采用Sparse A-star(SAS)搜索算法进行高度规划,分阶段考虑航迹规划的各种环境约束和机动约束,从而压缩规划空间.实验表明,该方法航迹规划速度快,所得到的三维航迹具有良好的地形跟随能力和避障能力.     

恶劣环境下无人机双旋翼故障的智能监测系统设计

当前无人机双旋翼故障检测系统在恶劣环境下的抗干扰性能差,无法正常运行。设计一种小型、智能的适用于恶劣环境下的无人机双旋翼故障监测系统。首先规划了系统的总体结构,将便携式工控机作为系统运行的核心,用于对故障进行检测、提取故障数据进行存储和分析。然后利用数据采集模块对恶劣环境下无人机双旋翼相关数据进行采集,通过RS485总线完成主机和被监测无人机之间的数据传输。利用信号测试卡模块对数据采集模块接收的数据进行逻辑测试和故障诊断。最后采用无人机双旋翼故障检测算法对故障进行检测。实验表明,所设计系统具有较高的监测效率和精度,诊断效果良好。     

深度卷积网络多目标无人机信号检测方法

现有无人机的感知识别方法多采用视觉探测,易受限于探测距离和周围建筑物遮挡及不良天气能见度等诸多因素的影响.针对这一问题提出一种利用深度卷积神经网络开展无人机链路感知识别的算法,构建多模式多类型无人机的RF信号训练数据集,并给出卷积神经网络详细设计及优化方法步骤.实测结果表明:所提深度算法不仅可以实现多类型的无人机入侵识...     

基于无人机巡检平台的劣化绝缘子带电检测技术

绝缘子是输电线路中起到机械支撑及电气连接的重要部件,一旦发生本体劣化,可能导致断串、绝缘失效等严重故障,对电网的稳定运行造成威胁。绝缘子串的空间电场曲线能够反映其绝缘性能,早期大多通过人工登塔操作检测仪器测量得到空间电场值,随着无人机技术的迅猛发展,搭载各类检测仪器的无人机在电力系统的应用越来越广泛。采用高集成度光学元件,设计完成小型化的空间电场传感器,分析了无人机介入对绝缘子原有空间电场的影响。搭建了包括机载端和地面端的无人机巡检平台,配套研制基于A/D转换模块和射频模块的电场信号无线传输装置,实现了无人机巡检平台电场测量信号在机载端与地面端的传输,并进行了复合绝缘子芯棒局部导通的带电检测试验。实验证明基于无人机巡检平台的电场测量系统能够检测出复合绝缘子芯棒导通缺陷。研究结果有利于推进无人机平台在绝缘子检测领域的应用。     

基于改进ORB算法的无人机遥感图像拼接技术

针对ORB算法尺度不变性较差,运行速度较慢,不适合应用于无人机遥感图像上的特点,提出了一种改进的ORB无人机遥感图像拼接算法。首先利用ORB特征中FAST特征检测算法对Shi-Tomasi算法进行加速,获取快速且准确的图像特征点,然后用ORB描述算法对特征点进行特征描述,在对特征点进行粗匹配和精匹配后,最后使用改进过的SPHP算法融合图像。实验结果表明,这种改进的ORB算法有着更高的匹配精度和匹配速率,能够生成更好的拼接结果。     

复杂干扰下配电线路无人机巡视目标检测方法研究

配电线路所处环境复杂,传统配电线路无人机巡视目标检测方法无法有效去除外界环境干扰,导致检测结果不可靠。为此,提出一种新的基于视觉感知的配电线路无人机巡视目标检测方法。通过可见光相机与紫外相机对无人机巡线图像进行采集,分析了紫外相机采集原理。通过直方图均衡化处理对采集图像进行增强处理,选用高斯滤波器对采集的配电线路无人机巡视图像进行滤波处理。对配电线路密集度区域和偏心度区域进行提取,获取配电线路无人机巡视目标特征向量。依据得到的特征向量确定无人机巡视目标,求出目标质心坐标,从而实现配电线路无人机巡视目标检测。实验结果表明,所提方法能够在干扰环境下有效实现配电线路无人机巡视目标的检测,检测结果可靠性高。     

基于机器视觉和激光测距的输电线故障定位

结合定位技术和激光测距技术,提出了一种基于机器视觉的电力巡线故障定位新方法.通过无人机搭载可见光相机进行巡线拍摄,将航拍图像实时传回地面站进行处理.采用数学形态学的图像处理方法和模式识别方法进行故障检测与识别.通过惯性测量系统进行初步定位,得到无人机的经纬度坐标.利用无人机机载激光测距模块,测量故障点到无人机的距离来修正坐标.最后,经过空间大地坐标系和空间直角坐标系的变换,以及两个空间直角坐标系的基准转换,计算出了故障点的准确位置,并且很大程度地提高了定位的准确性,其空间直角坐标测量精度可达0.11m.     

多无人机分布式协同动态目标分配方法

在以"网络为中心"的作战模式下,以电子干扰无人机和UCAV编队协同作战为研究对象。针对多无人机协同作战的动态目标分配问题,建立基于导弹攻击区分析的威胁估计模型,综合考虑电子干扰效果建立目标分配模型,提出一种基于分布式拍卖机制的目标分配算法。针对不同的作战想定进行仿真计算,结果表明:算法能在规定的时间约束内给出接近理想化效果的目标分配方案,且所提算法与现有几种算法相比在可靠性、实时性上都有明显提高。     

基于信号线圈的多无人机身份识别方法研究

无线电能传输技术摆脱了物理介质的束缚，具有灵活、可靠、安全等优点，在无人机领域应用越来越广泛。无人机无线充电系统中常采用的Zigbee、蓝牙、WiFi等广域通信方式接入时间较长，存在非“点对点”传输情况，不具备身份识别功能，无法应对多无人机及多机舱环境。提出了一种基于信号线圈的多无人机身份识别方法，仿真研究2套耦合机构之间交叉耦合影响，设计了一套应用于多无人机及机舱环境下能量信号同步传输的无线电能传输系统。最后搭建了无人机无线电能传输系统进行实验验证，实验结果表明基于信号线圈可以快速有效进行无人机及机舱的身份识别，可识别无人机身份的点对点近场通信方式以应对多无人机无线充电场景，能量信号同步传输的分离通道传输模式具有两通道物理结构独立，避免传统通信方式干扰，保障充电的安全性与可靠性。。     

2018年无人机领域热点评述

 无人机集群和反无人机技术作为未来无人机发展的重要方向,已经成为研究热点,科技创新和相关政策的推动为无人机产业的蓬勃发展提供了持续动力。本文从无人机系统发展新路线、实战化应用、集群自主控制、创新驱动产业等多个角度,总结了2018年无人机领域的科技热点及发展态势。     

2018年无人机研发热点回眸

 2018年，无人机技术、产品、应用、监管等领域取得了系列进展。回顾了无人机集群飞行、载人无人机与飞行汽车、无人机与5G融合、变体无人机、新能源无人机、有人机无人化等前沿热点进展，以及大型无人机融入国家空域、无人机空中交通管理系统和无人机监管法规政策等无人机安全及监管方面的最新进展。