应用于无人机平台的红外图像拼接技术研究

利用非制冷长波红外热像仪设计了红外图像拼接系统,提出可以应用于无人机平台的红外图像拼接方法.目前的红外图像拼接方法基本都是对经过亮度和对比度增强处理的图像进行拼接,当采集图像的场景不同时待拼接红外图像之间会存在亮度差异,导致最终拼接图像中存在明显接缝.为解决此问题,提出改进的红外图像拼接算法,对未经过亮度及对比度调整的14 bit红外图像进行拼接,然后对拼接图像进行畸变校正,最后将14 bit拼接图像通过平台直方图均衡算法压缩到8 bit灰度范围显示,提高红外拼接图像的对比度.实验结果表明:当相邻两幅待拼接图像的重叠视场不小于单幅红外图像视场的15％时,该方法具有较好的场景适应性,可以实现红外图像无缝拼接,拼接图像重叠区域过渡平滑,畸变校正后的拼接图像更加符合真实场景.     

一种面向液压储能器的122 GHz FMCW 测距雷达

针对液压储能器活塞位移测量过程中存在的高温、高压、油污等影响问题,提出了基于122 GHz FMCW 测距雷达的活塞位移测量方案。在分析雷达系统结构和工作原理的基础上,分别对调制信号单元、T/ R 收发单元、调理单元和ARM 实时处理单元进行了详细设计,一方面采用集成设计思路缩小了系统体积,满足了液压储能器内安装测试需求,另一方面通过设计聚焦透镜,提高了122 GHz 毫米波在液压储能器内部的穿透能力。实验结果表明,在2 m 液压储能器活塞测试中,122 GHz FMCW 测距雷达能够耐压30 MPa,测距误差不超过2 cm。     

利用无人机标定雷达精度的新方法

针对现有雷达标定系统存在的使用成本高、组织实施不方便、真值获取手段不可靠等一系列问题,提出了利用搭载“北斗”卫星定位系统的旋翼无人机作为探测目标的三坐标雷达精度标定新方法。设计了基于该方法的三坐标雷达标定系统方案,研究了系统实现所需的关键技术,最后给出了系统样机的试验结果。结果表明,该方法能够真实反映三坐标雷达的系统误差,与传统雷达标定方法相比,更加经济、简便、灵活。     

基于无人机的雷达目标RCS标定方法研究

雷达散射截面积(RCS)能够反映目标的形状、尺寸、姿态等重要信息,如何准确测量获得目标的RCS测量值,对目标识别研究具有重要意义.针对这一问题,文中在研究雷达标校问题的基础上,通过对雷达RCS测量技术需求分析,提出了采用无人机系挂龙伯球的方式开展RCS标定,避免了采用风筝和飞球方式时,由于外界环境引起的动态不确定性带来...     

武装机动平台测距避障系统设计

为了实现武装机动平台的精准测距和避障,设计本测距系统,采用4组超声波传感器检测武装机动平台周围环境的障碍物信息,以STC12C5412AD单片机为主控芯片,完成武装机动平台测距数据的采集处理,介绍了测距系统的软、硬件设计。该系统设计简单、成本低、实时性好。实验结果表明,该系统具有良好的测距性能,能应用到武装机动平台避障系统中。     

结合多光谱和激光雷达数据的输电线路树障识别和预测

本文探讨了多光谱与激光点云技术的融合对树障预测的研究。在无人机线路通道树障检测过程中,将多光谱技术与激光点云技术融合使用在通道树障检测中,能够更加准确的预测与识别通道中的树障,尤其是预测树木生长方面针对不同树种的生长趋势建立模型,相对于单独使用激光点云技术预测的更加准确。     

面向无人机小区覆盖的毫米波波束优化设计

为了提高无人机毫米波波束覆盖区域内的通信容量,改善覆盖区域内用户通信质量,本文结合均匀平面阵列天线,提出采用一种基于目标覆盖区域量化的波束优化设计方法。该方法首先将目标区域进行量化,根据理想波束增益得到理想混合预编码向量;其次,以实际预编码向量与理想预编码向量之间的均方误差最小化为目标获得最优波束,进一步利用改进的正交匹配跟踪算法去拟合产生适合实际系统的波束成形矢量。仿真表明该波束设计方法在收敛速度和收敛精度上均优于传统方法,并可以获得更好的波束形状和波束增益,从而提高无人机目标覆盖区域内用户的通信质量。      

面向无人机城市空中视觉导航仿真平台实现

系统仿真是无人机飞行导航与控制程序设计的重要手段,面向城市空中交通场景视觉导航算法设计的开发需求,首先调研了针对无人机所开发的多种飞行器仿真模拟平台,确定了基于Airsim搭建所需城市空中视觉导航仿真平台的技术路线,并进一步详细介绍了该仿真平台的搭建方法,最后给出了该仿真场景的搭建结果.     

无人机发动机的无线标定系统设计分析

传统标定系统一般只能应用于近距离或远程异步的数据采集,而小型无人机飞行时需要对发动机进行实时监测和控制,才能使发动机达到最好的工作状态.因此文中改进了传统标定方式的有线连接方式,在串行通信方式的基础上添加了无线通信模块,修改了传统标定系统的上下位机程序,设计出用于飞行试验的无线发动机标定系统.经过多次飞行试验结果表明:该系统实现了对发动机的工作状态信息实时监测和在线标定,完成了电子控制单元中各种校正MAP数据的确定.文中建立的无线发动机标定系统方案,可推广应用于其他数据传输系统中.     

一种抗多径效应的非相干无人机测距方案

多径效应是造成无人机测控系统可用性降低的重要原因之一。为了降低多径效应对无人机（UAV）测控系统的影响,提出了一种非相干测距技术方案。该方案利用了单载波频域均衡（SC-FDE）技术以及优化遥控帧与伪码速率关系及发送位置的方法,降低了机上测距数据下传误码率,同时提高了机上采样精度。经仿真验证,在反射路径信号比直达路径小6 dB且信噪比大于7 dB时,系统的测距精度满足无人机测控系统的指标要求。     

基于UKF的稳定平台导引头被动测距算法研究

本文的主要目的是为了解决主动寻的空空导弹被动测距的问题.由于很多导弹采用的是稳定平台的导引头,使得现有的只测角被动测距的方法不能直接进行应用.本文通过对稳定平台导引头结构和导弹常用坐标系之间关系的分析,得到了合适的测量方程和状态方程,由于状态方程是一个比较复杂的非线性方程,本文采用了UKF的方法,并给出了得到下一个时刻采样点的算法.对本文提出的算法利用六自由度导弹模型进行了仿真,并针对常见格斗场景对UKF与EKF的性能进行了比较和分析.最后通过对脱靶量的比较表明了本文提出的算法有效的提高了导弹的导引精度.     

基于红外图像的被动测距方法

根据红外成像导引头截取时序红外图像的特点,提出了一种跟踪红外运动图像序列中目标的稳定特征点,利用成像所得特征部分尺寸得到距离信息的被动测距方法。基于红外图像特征点难以提取的特点,在分析典型飞机红外图像的基础上,采用局部自适应插值算法提高图像分辨率,并对飞机图像及尾焰进行双阈值分割。跟踪过程中选择机头部位作为特征点的提取部位,通过分析导引头投影成像模型得到弹目距离估计量,并根据跟踪成像特点对估计结果做了进一步修正。实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

多传感器结合的无人机障碍物识别方法研究

随着无人机越来越多的应用在植保作业中,无人机障碍物识别正逐渐成为研究的重点.由于单一传感器识别障碍物的局限性,提出将毫米波雷达和视觉系统相结合的障碍物识别方法:利用毫米波雷达探测前方障碍物的距离,通过视觉系统检测障碍物的大小形状等信息.视觉系统结合色值提取、形态学处理等方法滤去干扰信息,得到较为光滑的障碍物轮廓,利用坐...     

面向无人机航拍图像的多尺度目标检测研究

针对无人机航拍图像背景复杂、小目标占比高且分布不均导致的现有算法精度不佳等问题,提出了一种面向无人机航拍图像的多尺度目标检测网络VTO-YOLOv8。首先,采用WIoU v3作为边界框回归损失函数,并使用明智的梯度分配策略,这一策略将使网络更加关注普通质量样本,从而提高其定位能力;其次,设计四层T-BiFPN结构,加强浅层特征和深层特征的融合;此外,设计C2f-DBB多分支模块,在不增加计算量的前提下,提升检测性能;同时,使用聚焦调制模块,加强不同尺度信息的交互。实验结果表明,网络在Visdrone2019数据集上相较基准模型在mAP50和mAP指标上分别提高了9.0%和5.9%,同时参数降低了22.6%,可更好地应用于无人机航拍目标检测中。     

面向IMA平台的离散事件演化树仿真分析方法

为解决具有时序相关、功能依赖、多态性、部件数量多等特点的IMA平台在可靠性分析中的困难,提出了一种离散事件演化树仿真分析方法,通过将IMA平台运行过程中的随机故障事件建立成离散故障事件序列,从而驱动系统状态的不断演化,利用故障事件演化树分析离散故障事件对系统状态的影响,通过建立系统多状态集合和大样本观测评估IMA平台在不同时刻处于各个系统状态的概率。该离散事件演化树仿真分析方法可实现IMA平台可靠性多态定量分析,为设计提供理论数据依据。