无人机光电载荷图像处理器的设计

介绍了无人机载设备的技术特点及机载小型图像处理器的组成。采用TI公司的数字信号处理器芯片为核心处理器,配合现场可编程逻辑器件（FPGA）与外部管理微控制单元（MCU）来实现目标数据的采集与处理,设计了适用于无人机光电载荷的超小型图像处理器系统。针对机载设备的特点,设计时充分考虑了体积、重量、功耗等要求。该系统已应用于多台套机载光电载荷中,工作稳定可靠,满足无人侦察机对捕捉和定位目标的要求。     

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.     

无人机光电对抗技术研究

无人机以其机动性强、高效费比、无人化等独特优势搭载光电对抗系统应用于无人化电子战,夺取战场主动权,是目前光电对抗发展的热点.分析光电侦察告警、电子压制与干扰、光电隐身等光电对抗技术在无人机平台的应用,重点从小型化、轻型化、标准化等方面论述无人机平台光电技术发展的趋势,展望了无人机蜂群技术,以及智能化光电对抗体系在未来复...     

基于双TMS320DM642处理器的实时红外多目标图像处理系统

按照模块化设计理念,提出以TMS320DM642芯片为核心器件的实时红外多目标图像处理系统的设计方案,结合现场可编程门阵列FPGA完成对红外焦平面探测器输出图像数据流的实时采集、处理和输出。采用两级级联方式对多目标图像并行处理,提高图像处理的实时性。实验表明该系统处理一帧320×240分辨率的图像平均需要耗时15 ms,保证了对多目标跟踪的实时性。     

国外先进航空光电载荷的进展与关键技术分析

介绍了近年来国外航空光电载荷的研究进展。综述了可见光、红外探测器的发展现状,分析了多频谱瞄准系统(MTS-A/B)吊舱、电光目标瞄准系统(EOTS)、DB-110第三代传感器等3种典型先进光电设备的性能,给出了它们的工作参数,并对上述设备所体现的共形光学、光谱成像、稳定与像移补偿、图像处理等技术做了详细阐述。同时,就其需要解决的关键技术做了进一步的分析和探讨。     

无人机机载光电系统综述

本文主要介绍以色列、美国、俄罗斯、西欧诸国的无人机机载光电系统及其新技术的应用，如高精度稳瞄技术、美国的第四代电光相机、先进的前视红外系统及多光谱信息的压缩与传输技术。本文对我国无人机光电系统的设计有一定的参考价值。     

小型无人机载横滚-俯仰结构光电载荷前向对地扫描技术研究

针对小型无人机平台光电载荷的挂载方式以及应用需求,提出了基于横滚-俯仰结构光电载荷实现前向对地宽区域扫描的技术方案。构建了扫描状态数学模型,提出了光电载荷依据平台参数实现扫描幅宽最大化的控制参数寻优方法,通过算例数据分析了寻优方法的合理性,并测试了寻优方法的实时性特点;采用仿真方法和挂飞方法测试了光电载荷前向对地宽区域扫描的技术状态。测试结果表明：扫描控制参数寻优方法得到的参数是最优的,在目标嵌入式平台上运行耗时少于40 ms,具备在线实时优化能力;所提扫描方法在一定平台扰动下仍可以较好地实现前向对地连续覆盖,扫描中视场重叠率是动态变化的,越靠近扫描边缘区域相邻视场的重叠范围越小;扫描范围应选取横向两端扫描控制点间所夹区域,避免扫描边缘区域因重叠率过小而产生漏扫现象。     

一种光电载荷非线性隔振装置的研究

针对光电载荷对隔振性能的需求,提出一种采用菱形连杆机构作为负刚度组件,具有高静、低动刚度特点的非线性隔振器（简称菱形HSLDS隔振器）。采用静力学分析方法,建立了隔振器数学模型,研究了刚度参数设定以及非线性调节方法;利用谐波平衡法（HBM）求解动力学方程,分析了各参数对隔振性能的影响关系;采用动力学仿真软件ADAMS及实物样机对理论模型与结论进行了验证。测试结果表明:菱形HSLDS隔振器具有较方便的参数调整能力,零位刚度及刚度非线性可通过拉簧参数与连杆参数进行设定、优化,隔振的刚度非线性优化程度受主隔振器阻尼以及零位刚度参数影响。相比于传统线性隔振器,菱形HSLDS具有显著的非线性隔振优势,可较好地满足光电载荷隔振需求。     

基于知识的图像分割系统及其光电混合硬件支持系统的设计

在计算机视觉中 ,图像分割是关键问题之一。文中提出了一种基于知识的图像分割系统KBISS ,KBISS是一个基于产生式的专家系统 ,根据区域和线段分析知识对图像进行分割。一般来说 ,基于知识的系统在传统计算机上实现效率很低 ,为此 ,设计了一种KBISS的光电混合型硬件支持系统 .实验结果表明KBISS及其光电混合硬件支持系统是有效的、合理的     

基于RFID和无人机的畜牧定位系统

针对牲畜放养情况下出现的易走丢,难以定位和统计问题,设计实现了基于RFID和无人机的畜牧定位系统。系统主要由数据采集、数据处理和终端显示三个功能模块组成。通过给每个牲畜绑定一个有源RFID标签,结合装配有RFID阅读器和手机的无人机进行自动巡航,实现把RFID数据和扫描到RFID时所对应的经纬度数据经手机进行预处理,再使用移动数据网络发送到数据服务器。服务器端对数据进行进一步分析和处理后,将牲畜位置数据和统计数据在养殖户手机终端显示,方便养殖户进行牲畜查看和管理。最后通过实地实验,对获取到的数据进行结果分析,显示牲畜定位误差在系统估计误差范围之内,具有较高准确性。对比原有的修筑围栏等方式,本系统具有成本较低、使用方便、可行性高的优点。     

Pose estimation for UAV aerial refueling with serious turbulences based on extended Kalman filter

In recent years, many pose estimation algorithms were developed, and have been successfully applied to solve unmanned aerial vehicle (UAV) aerial refueling pose estimation problems. This paper mainly focuses on solving this problem under serious turbulences circumstance. The extended Kalman filter is a set of mathematical equations to estimate the state of a process, which is able to support estimations of past, present, and even future states. In reference to previous papers and some simulations, we build up the noise models of refueling boom and atmospheric turbulence. Then, an extend Kalman filter is adopted to solve the pose estimation problem in UAV aerial refueling with serious turbulences. The experimental results demonstrate the feasibility and effectiveness of our proposed approach.     

基于DSP的实时图像处理系统的设计

在实时图像处理系统中,如何在有限的时间内完成大量信息数据的处理,满足系统的实时性要求一直是困扰着人们的一个难题。遵从系统模块化设计思想,提出了以TI公司的DSP(TMS320C6201)为核心器件的图像处理系统的设计方案,完成了相应的硬件电路设计,将图像实时处理要求较高的图像跟踪算法移植于所设计的图像处理系统中。试验结果表明,该实时图像处理系统功能和性能基本达到了预期要求,有一定的实用性。     

A survey on UAV placement optimization for UAV-assisted communication in 5G and beyond networks

With the increase in capacity demands and the requirement of ubiquitous coverage in the fifth generation and beyond wireless communications networks, unmanned aerial vehicles (UAVs) have acquired a great attention owing to their outstanding characteristics over traditional base stations and relays. UAVs can be deployed faster and with much lower expenditure than ground base stations. In addition, UAVs can enhance the network performance thanks to their strong line-of-sight link conditions with their associated users and their dynamic nature that adapts to varying network conditions. Optimization of the UAV 3D locations in a UAV-assisted wireless communication network was considered in a large body of research as it is a critical design issue that greatly affects communication performance. Although the topic of UAV placement optimization was considered in few surveys, these surveys reviewed only a small part of the growing literature. In addition, the surveys were brief and did not discuss many important design issues such as the objectives of the optimization problem, the adopted solution techniques, the air-to-ground channel models, the transmission media for access and backhaul links, the limited energy nature of the UAV on-board batteries, co-channel interference and spectrum sharing, the interference management, etc. Motivated by the importance of the topic of UAV placement optimization as well as the need for a detailed review of its recent literature, we survey 100 of the recent research papers and provide in-depth discussion to fill the gaps found in the previous survey papers. The considered research papers are summarized and categorized to highlight the differences in the deployment scenario and system model, the optimization objectives and parameters, the proposed solution techniques, and the decision-making strategies and many other points. We also point to some of the existing challenges and potential research directions that have been considered in the surveyed literature and that requires to be considered     

基于Web墨卡托投影的导航电子地图设计

针对目前无人机地面测控站导航模块的局限,提出了基于Web墨卡托投影原理的导航电子地图的设计方案,使用ImageStone类库简化了电子地图的制作,并实现了电子地图的绘制、平移及缩放功能;在此基础上完成了航迹规划、实际飞行航线的实时显示以及航线保存等功能,大大提高了地面站的导航地图与导航信息融合显示的实时性;经过无人机仿真系统的测试,验证了方案设计的合理性和可行性,该导航电子地图能够高效、准确地完成各项导航任务。     

无人机高光谱波段选择的叶面积指数反演

叶面积指数(LAI)是评价作物长势和作物产量的重要参数.为有效利用高光谱信息,优选出最佳波段进而构建新型双波段指数来提高LAI估测精度,以冬小麦为研究对象,获取冬小麦孕穗期无人机高光谱数据和实测地面LAI数据,开展冬小麦LAI反演研究.首先采用连续投影算法(SPA)、最佳指数法(OIF)以及逐波段组合法(E)分别进行无...     

基于遗传算法的输电线路无人机巡检路径规划

针对无人机有效、安全巡检输电线路的路径问题,提出了一种基于遗传算法的输电线路无人机巡检路径规划方法,采用极坐标编码方式对无人机巡检路径构造染色体。结合实际情况中的无人机巡检各种约束问题,设计了适合于无人机巡检路径规划的遗传算子。实验结果证明算法能综合考虑各种因素,提高了全局寻优能力,是解决实际输电线路无人机巡检路径规划问题的较好办法。     

基于双数字信号处理器(DSP)的实时相关图像处理系统的设计

以两片由TI公司生产的数字信号处理器TMS320C6203B为核心,用可编程逻辑阵列CPLD进行逻辑控制,采用现场可编程门阵列FPGA作图像的预处理和进行双数字信号处理器(DSP)之间的通讯,实现了实时相关的图像处理。此系统实时性好,可直接利用数字图像的灰度特征,在低信噪比的情况下目标跟踪点漂移小,目标跟踪能够较好地适应不同灰度分布的背景。     

激光气体分析仪中数字滤波器的设计

由于基于可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术的激光气体分析仪的二次谐波信号中存在较大的系统噪声,本文利用有限长单位冲激响应（FIR）,提出了激光气体分析仪的二次谐波在线滤波方法。在分析FIR数字滤波器原理的基础上,利用MATLAB窗函数设计了适合本激光气体分析仪的数字滤波器。然后,将仿真的FIR数字滤波算法移植到激光气体分析仪嵌入式系统中。最后,比较了滤波前后二次谐波信号波形,说明了在激光气体分析仪嵌入式系统中采用基于FIR数字滤波器滤波算法的可行性。实验结果表明：FIR数字滤波器对一组二次谐波信号进行滤波的运算时间为230ms,滤波后的二次谐波信号波形获得了较好的去噪效果,能够满足激光气体分析仪对含有噪声的二次谐波信号进行平滑去噪的要求,且滤波算法结构简单、运算时间短、可移植性强。