无人机多阶段航迹预测协同任务规划

针对多无人机(Unmanned Aerial Vehicles, UAVs)协同控制问题,提出了一种UAVs多阶段航迹预测分布式任务规划方法。定义从一次任务分配开始到其中一项任务完成为一个任务周期。在每个规划周期,首先,各UAV使用A*算法快速预测到所有任务目标的路径,提供至任务分配;然后,采用聚类算法修改目标价值向量,协商分配结果,并实时计算探测范围内的最短路径;最后,采用三次B样条曲线平滑所分配的最短路径,在线规划出满足飞行约束的飞行航迹。通过仿真实验对算法的有效性进行了验证,结果表明,提出的算法能够实时获得近似最优的任务分配结果并规划出可飞行航迹,并有效处理突发任务。     

基于A*算法的无人机跟踪目标的航迹规划

针对无人机跟踪目标的航迹规划问题,本文提出了一种双评估函数的改进A*算法。首先,根据无人机在跟踪目标时的飞行特点提出了航迹规划策略,并结合无人机的油耗、航迹长短和机动性能等约束条件来设计中间目标点的评估函数和航迹片段的评估函数。之后,采用加权法对A*算法进行改进,以使航迹的优化与时间耗费之间找到平衡点。同时,改进在Open表中插入与删除节点的方式,提高计算效率。最后,通过对跟踪航迹的仿真,表明该算法可以快速、有效地为无人机在跟踪目标时规划出优化的航迹。     

无人机三维实时航迹规划

无人机航迹规划是无人机任务规划中最重要也是最复杂的环节,由于基本粒子群算法后期收敛速度慢和陷入局部最优解,将双种群粒子群算法用于无人机航迹规划中。双种群粒子群算法设置两个搜索方向相反的主、辅种群协同进化,以此来扩大搜索范围,跳出局部最优解。针对战场上可能出现的突发威胁,采用双种群粒子群算法对整体规划航迹进行了局部修改,以此来满足实时性的要求。通过仿真验证了算法的有效性,并满足了实时性的要求。     

一种人-自动化系统协作的无人机航迹规划方法

为解决无人机航迹规划中考虑“人在闭环”控制需求、结合人机综合优势以进一步提高规划能力的问题,提出了一种人-自动化系统协作的航迹规划方法;该方法利用操控员选取人工引导路径点,以起始点、人工引导路径点和目标点为根节点形成多树扩展;引入Dubins曲线应用于随机树扩展和寻找最近子节点过程,改善航迹平滑性;仿真实验结果表明,该方法在自动化系统局部自主能力的基础上引入人的智能,规划效率和可靠性得到了提高,可用于无人机航迹规划实践。     

无人机自主着陆高度控制系统设计研究

无人机自主着陆是无人机任务执行后顺利回收的重要阶段。论文根据固定翼无人机着陆滑跑的特点,设计了无人机着陆滑跑的下滑高度轨迹及高度控制回路。在已知无人机着陆性能和空气动力学模型的情况下,根据无人机飞行任务的需求,研究了直线下滑段的轨迹设计,利用指数拉平方法设计了末端拉平段的轨迹,并结合PID控制技术对无人机的纵向俯仰控制回路以及整个无人机高度控制回路进行了建模和详细研究,利用MATLAB仿真技术对设计的控制方案的性能进行了详细分析,获得了相应的关键设计参数。对设计的高度控制回路方案的数学仿真和基于FlightGear飞行环境模拟系统的半物理仿真验证了所设计的自主着陆高度控制系统的可行性,具有一定的参考实用价值。     

基于DGPS航迹偏差的多旋翼无人机磁干扰检测技术研究

为了解决多旋翼无人机在飞行作业过程中受到环境磁干扰导致作业异常的问题,在使用DGPS进行差分定位的基础上,提出了一种基于航迹偏差的多旋翼无人机磁干扰检测技术。其基本原理是,当多旋翼无人机受到磁场干扰时,其飞行航迹会偏离预设航线,检测其航迹的偏离距离,通过与阈值比较,可以用来判断是否存在环境磁干扰。实验结果表明该方法可以有效检测环境磁场异常,在某些情况下比传统的磁航向角误差阈值检测方法可靠性更高,虚警率更小。综合使用航迹偏差检测方法和磁航向角误差检测方法,可有效（提高）环境磁场异常检测的准确度,降低虚警率。     

多无人机协同的稳定控制机理研究

多无人机协同系统的过度扩散会引起协同失效, 对系统进行规模控制是解决该问题的一种潜在方法. 首先抽象出多无人机协同搜索系统的宏观运动特征, 进而建立平台的运动方程, 然后通过构造合适的李雅普诺夫函数, 获得该系统的稳定控制规律及其控制参数. 仿真结果表明: 1)本文所提的稳定控制机制不仅能够使多无人机系统实现有效的协同, 还能确保系统的稳定性; 2)在系统稳定时, 通过调整相关控制参数可以有效地控制系统规模. 关键词： 无人机 协同系统 稳定控制     

无人机光电侦察设备控制系统设计研究

本文论述了某型无人机光电侦察设备控制系统设计和实现方法,通过对系统的主要技术指标进行分析,确定了技术方案,介绍及讨论了系统技术难点.同时介绍了系统的实现过程并对实现中遇到的问题进行了讨论.     

无人水面艇航迹跟踪控制仿真

摘要：针对模型参数不确定、存在外界风浪流干扰的欠驱动无人水面艇的航迹跟踪问题,为提高无人水面艇自主航行能力,减小航迹跟踪过程中的轨迹偏差与跟踪迟滞,提出了一种分层控制结构的方法。由外至内采取航迹、航向、舵角三层控制,外环航迹控制层使用过渡目标点策略,根据无人水面艇的偏航距确定实时目标点,中环航向控制层使用最小转角策略,根据无人水面艇艏向角与目标方向角之差确定偏转打角,内环舵角控制层使用模糊自适应整定PID控制器,对模型参数的动态变化进行补偿。基于MATLAB GUI进行无人水面艇航迹跟踪控制仿真试验,结果表明,模糊自适应整定PID控制器提高了舵角的控制响应速度,无人水面艇在航行过程中的直线行驶、连续折线行驶均能得到较好的航迹跟踪控制。     

无人机地面运动控制与仿真

为了解决无人机纠偏刹车系统中实际存在的问题,对无人机地面运动进行了研究,采用前轮转弯、方向舵、差动刹车联合使用模式,以无人机的侧偏角、侧偏距为反馈信号,设计了无人机地面运动纠偏控制律,通过遗传算法的全局优化过程实现其纠偏参数寻优,在Simulink平台建立了无人机纠偏数学模型;试验结果表明,建立的无人机地面运动纠偏数学模型正确有效,能够模拟出无人机地面运动的真实情况;基于遗传算法的控制策略能够实现一定范围内的无人机地面运动纠偏,提高跑道的利用率。     

基于局部轮廓特征的无人机头部检测跟踪算法

针对无人机的结构特点,提出了一种基于目标轮廓提取、轮廓自动分段、头部定位以及头部模板匹配四个模块的目标头部检测跟踪算法.首先对第一帧图像提取目标轮廓,并通过计算轮廓点的变化率,对轮廓进行自动分段,得到目标的4个局部轮廓点列,进而根据头部轮廓点列的特点,完成头部轮廓筛选,然后利用基于目标中轴的二次曲线拟合,实现头部顶点的...     

一种公共网络攻击数据挖掘智能算法研究

公共网络的开放性和自组织特性导致网络容易受到病毒干扰和入侵攻击,对攻击数据的准确高效挖掘能确保网络安全。传统方法采用时频指向性波束特征聚类方法实现攻击数据挖掘,在信噪比较低时攻击数据准确挖掘概率较低。提出一种基于自适应滤波检测和时频特征提取的公共网络攻击数据挖掘智能算法。首先进行公共网络攻击数据的信号拟合和时间序列分析,对含噪的攻击数据拟合信号进行自适应滤波检测,提高信号纯度,对滤波输出数据进行时频特征提取,实现攻击数据的准确挖掘。仿真结果表明,采用该算法进行网络攻击数据挖掘,对攻击数据特征的准确检测性能较高,对干扰的抑制性能较强,能有效实现网络安全防御。     

无人机智能电磁攻防技术

无人机在枯燥任务领域、恶劣环境任务领域和危险任务领域发挥巨大作用,由于其具有低成本、零伤亡、低费效比等特性,在现代战争中屡立战功。未来战争是智能化、信息化战争,人工智能在给无人机带来巨大变革的同时,系统运行的可靠性、安全性也越来越依赖于复杂电磁环境下信息的稳定传输与掌控。无人机在恶劣电磁环境下的生存能力、适应能力,乃至电磁制衡能力一定程度上引领信息化装备电磁攻防的发展趋势。综述无人机的电磁环境效应与电磁防护技术,阐述信息层面与能量层面的无人机电磁反制与电磁防护方法,以期从智能化角度实现无人机电磁攻防。     

MS-KF融合算法用于锥套跟踪

针对无人机自主空中加油过程中锥套跟踪,提出一种均值漂移-卡尔曼滤波(mean shift-Kalman filter, MS-KF) 融合算法。分析了基于均值漂移算法的锥套目标模型、相似性度量、锥套目标定位的锥套定位原理;引入卡尔曼滤波器对锥套运动状态进行预测,将锥套运动信息融合到均值漂移算法中,以保证锥套跟踪算法的稳定性和鲁棒性;给出了MS-KF融合算法用于锥套识别跟踪的流程;搭建了锥套跟踪半物理实验验证系统,分别进行MS-KF融合算法用于锥套跟踪的半物理实验验证及数值仿真分析。实验结果表明:MS-KF融合算法可以对锥套精确定位跟踪,无人机3个轴向的跟踪误差保持在0.3 m的范围内,保证了无人机自主空中加油的顺利进行。     

基于自适应背景的目标跟踪算法研究

随着现在的社会发展以及经济进步,我国的科学技术方面发展迅速,特别是在技术监控方面更是突飞猛进。为了更好的对目标遮挡影响进行降低,我国在这方面主要依据自适应的技术发展背景下提出目标跟踪计算法,用来完善我国的监督控制技术。这种计算方式第一是根据对观察目标的基本外观形态进行的鉴定与跟踪,将其自身的运动量进行平均计算;其次是根据时空的运行方向与特征进行跟踪目标的计算,建立比较完善整体的运行模型,再根据这个运动模型以及整体的状态对监督目标进行检测与控制,这期间就会形成一种遮挡掩膜。对于掩膜是一种将程序数据等绘制成光刻板,在程序使用期间非常可靠,并且制造成本比较低,使用方便;最后是在不同的使用情况下将不同参数进行收集,自动的适应运动模型的运行。针对这种计算方式的实验主要是利用两种在国际上经常使用的CAVIAR、York数据进行测试,并且根据这两种数据对测试的精准度与多重目标跟踪等进行评定,检测跟踪的整体性能。通过多方面的研究表明这种方式的跟踪的性能非常好,并且还能很好的将跟踪目标的鲁棒性进行遮挡。     

基于扩展目标的不变矩跟踪算法

提出基于边缘区域的不变矩计算方法,在此基础上,针对在运动中形状、尺寸和方位不断变化的扩展目标,提出一种以不变矩作为跟踪特征,粗、精阶段相结合的相关跟踪算法,并根据目标图像的相关性给出一种新的跟踪置信度。实验结果显示算法迅速、有效、匹配精度高,对于复杂背景,较强噪声和运动状态发生变化条件下的扩展目标跟踪稳定可靠。     

基于扩展目标的不变矩跟踪算法

 提出基于边缘区域的不变矩计算方法，在此基础上，针对在运动中形状、尺寸和方位不断变化的扩展目标，提出一种以不变矩作为跟踪特征，粗、精阶段相结合的相关跟踪算法，并根据目标图像的相关性给出一种新的跟踪置信度。实验结果显示算法迅速、有效、匹配精度高，对于复杂背景，较强噪声和运动状态发生变化条件下的扩展目标跟踪稳定可靠。     

硬管式无人机AAR双目视觉导航算法研究

针对硬管式无人机自主空中加油近距编队阶段的相对位置和姿态估计问题,研究了基于双目视觉的相对位姿估计算法。该算法采用Harris方法提取特征点,并对其进行快速匹配,通过Sampson方法三维重构获得特征点在摄像机坐标系下的三维坐标,以重构误差平方和最小为准则建立目标函数,利用单位四元数法求解位姿参数。最后利用仿真平台验证双目视觉位姿估计算法的有效性。结果表明:相对位置误差低于0.1 m,相对姿态误差小于0.5°,其精度满足自主空中加油相对导航性能要求。     

A lateral speckle tracking algorithm for ultrasound elastography

Journal of the Korean Physical Society - Speckle tracking is widely used for elastography in ultrasound imaging. Traditional speckle tracking algorithms accurately detect axial motion, but have...     

语谱图共振峰的自动跟踪算法

本文介绍一个共振峰轨迹的自动跟踪算法，其特点是不借助于其它的信息来源，仅仅是基于语谱图信息，来确定语谱图上前四个共振峰频率的位置和它们关于时间轴的轨迹。算法由三个层面构成；第一层面是进行频率分布的分析，以决定一个最佳的共振峰搜索起始位置；第二层面是采用双搜索算法，来跟踪随时间变化的共振峰轨迹；第三层面是解决某些冲突现象，在共振峰跟踪问题上的难点之一是处理多个共振峰的合并现象和冗余峰值现象。