小型无人直升机的双时标鲁棒控制系统设计

针对小型无人直升机,提出一种双时标鲁棒飞行控制器的设计方法.首先根据小型无人直升机模型的特点和时标分离思想,将快速变化的姿态控制回路作为控制系统内环,慢速变化的平移控制回路作为控制系统外环,分别采用基于四元数描述的方法和基于反步法的鲁棒控制完成控制器设计.然后运用Lyapunov方法对所设计的闭环控制系统进行稳定性分析,证明这种双时标飞行控制系统在没有干扰时可以实现跟踪误差的指数收敛.最后对该控制器进行仿真验证,结果表明,在阵风干扰下这种控制器仍然能够保证小型无人直升机实现良好的位置跟踪控制.     

一种涵道无人直升机模型参数辨识试验策略

针对样例涵道无人直升机,考虑机体振动等环境因素对输出数据的污染,提出一种样例无人直升机悬停模态下模型参数辨识方法．针对带角速率反馈的广义直升机参数辨识模型．利用直升机角速率、线加速度和操纵量依次独立辨识纵向通道模型参数Iy,Ib和Cr．首先根据传感器输出噪声方差先验信息筛选观测数据,有效剔除由此产生的部分野值样本．然后进一步采用低通滤波器对观测数据进行滤波．通过最小二乘法进行二次辨识．试验结果表明．该方法可显著提高模型参数辨识精度并降低参数估计的标准差．     

一种小型无人船导航-制导-控制系统设计与验证

针对具有自主执行任务能力的小型无人船,设计一种有效的导航-制导-控制系统.采用卡尔曼滤波进行传感器信息融合,实现无人船的状态估计;设计一种基于时变前向距离的LOS制导方法,实现无人船直线航迹跟踪;通过设计抗饱和积分PID控制器,使得无人船快速、准确地收敛到期望航向.仿真研究验证了所设计系统的可行性,在"智海1号"小型无人船上进行的实验验证了系统的可靠性和稳定性.     

基于航海雷达的水面无人艇局部路径规划

要：
设计了一种基于航海雷达图像处理的规划方法,以处理水面无人艇的局部路径规划问题.利用边缘保持的去噪平滑算法和自适应阈值法对航海雷达的原始图像进行处理并建立了环境模型,采用距离寻优的Dijkstra算法搜索最佳路径,将所提出的算法经海上和湖上实验加以验证.结果表明,所得规划结果良好,搜索的路径距离较短、搜索速度较快并满足实验要求. 关键词：
水面无人艇; 航海雷达; 图像处理; Dijkstra算法; 局部路径规划 中图分类号： TP 391
文献标志码： A     

基于改进量子头脑风暴算法的UAV三维航迹规划

针对复杂环境中的无人飞行器航迹规划问题，提出了一种基于改进量子头脑风暴优化(QBSO)算法的UAV三维航迹规划方法．在进化前期，两个种群独立进化，从而提升算法的全局搜索能力．在进化后期，对每个种群中的个体进行排序，每个种群中较优的(排名前50%)个体形成一个新种群，该新种群按照QBSO的进化机制继续进行进化，从而加快算法收敛速度．此外，为进一步提升算法的全局搜索能力，提出了一种改进的待变异个体产生方式．实验结果表明：与基本BSO、QBSO、改进BSO及全局最优BSO算法相比，改进QBSO算法在解决航迹规划问题上具有更高的全局搜索能力、收敛精度和更强的稳定性．     

多特征融合的无人船视觉目标跟踪

针对海面光照变化、水花遮挡、水面倒影等耦合作用引起的无人船视觉目标跟踪漂移问题，提出一种基于多特征融合的尺度自适应相关滤波跟踪算法。通过多特征融合，增强了水面目标特征表达，避免了目标跟踪漂移。为减少环境干扰对跟踪目标外观描述的影响，设计尺度自适应跟踪滤波器，提升目标跟踪鲁棒性能。采用本文算法对多个代表性海上视频数据集进行验证，并与典型目标跟踪算法进行比较。结果表明，相较基于单一CN特征的跟踪算法，本文算法的平均重叠率提升23.63%、平均中心误差减少53.79个像素点。本文算法适用于处理由于海面环境剧烈变化、目标尺度变化导致的跟踪漂移问题，可为无人船作业自主性提供重要智能感知技术支持。     

基于多约束随机模型预测控制的无人车运动规划与控制

提出了一种基于随机模型预测控制的无人车运动规划方法。在道路坐标系下,采用质点运动模型和高斯分布对周围动态车辆的预测轨迹进行位置不确定性表征,并使用随机模型预测控制（SMPC）中的机会约束进行描述,以此建立车辆空间位置的约束。通过变步长求解方式获得基于运动学模型的初始控制序列。基于此初始解,考虑车辆动力学信息,引入基于横摆角速度和质心侧偏角关系的稳定性约束,求解最优控制量。在多种工况下,通过仿真试验验证了所提出方法的有效性和稳定性。     

基于伺服约束的无人作战平台跟随避让控制

针对无人作战平台在执行任务时需要跟随某一目标车辆，并护送目标车辆达到指定区域，但又要避免双方驶入自身的最小安全区域的问题，即跟随避让问题，提出了无人作战平台跟随避让控制方法。该文首先基于Udwadia-Kalaba理论的建模方法得到无人作战平台的动力学模型；考虑跟随避让和两者到达目标区域问题，分别建立跟随避让约束和到达约束，将无人作战平台系统的跟随避让问题转化成近似约束跟随问题，并建立约束跟随误差；针对无人作战平台在行驶时受到复杂的动态不确定性干扰的问题，设计自适应鲁棒控制器，利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差一致有界和一致最终有界；最后进行数值仿真试验，验证该控制器的有效性。     

不同探测距离传感器的搜索策略研究

提出了一种针对侦察任务隐蔽点的搜索策略，主要应用于装备了不同探测距离传感器的地面无人机动平台，解决了已有随机搜索策略效率不高的问题. 该策略使用基于传感器的导向快速随机搜索树方法进行目标方向的路径规划；在路径规划的过程中若遇到障碍物形成的狭窄通道时，基于启发式A*方法规划路径以提高效率，最终完成搜索策略. 将搜索策略命名为:组合传感器与规划组合搜索策略. 设计仿真试验对所提出的搜索策略进行了验证. 结果表明在直径500米有遮挡的仿真场景下，所提出的搜索策略相比于短探测距离传感器的路径变形策略快速随机搜索树策略效率平均提升了3.11倍，规划的道路长度缩短了9.63%，所提出的搜索策略相比于长探测距离传感器导向搜索策略效率平均提升了3.53倍，规划的道路长度缩短了12.06%，证明了CP&CS搜索策略在侦察任务中隐蔽点搜索上的优越性.      

基于本体的无人系统任务规划研究综述

作战知识是提高无人系统的自主作战能力的重要因素。如何系统规范地存储和表示作战知识, 使无人系统能够根据高层任务指令, 自主完成任务规划, 并基于不断更新的战场知识进行重规划和智能决策, 是一个新的研究领域。首先, 通过对任务规划领域概念、规划方法和知识表示方法的梳理, 提出了基于本体的任务规划框架。然后, 总结了本体在机器人、无人系统、军事任务规划等领域的应用情况, 分析了当前研究的特点和不足, 并提出了该领域的重要研究方向。最后, 针对构建无人系统任务规划本体时应遵循的原则和需要关注的关键能力指标进行了论述。