手机近距离定位系统的设计与实现

介绍了一种手机近距离定位系统设计与实现,具体分析了系统的设计原理,电路的组成,并给出了系统的结构框图和系统电路图.通过实际测试证实了该系统能够实现判断手机的位置.手机定位的效果受测试距离和定向角度的影响.     

车载无人机遥感图像采集与地面显示模块设计

针对车载无人机遥感系统中实时影像数据获取的问题,设计并实现了基于嵌入式平台的图像采集模块。以ARM微处理器和嵌入式Linux操作系统为主控核心,详细介绍了系统的整体设计架构及软硬件的实现。在完成成像设备驱动移植的基础上,基于V4L2编写数据采集程序,实现视频动态显示与图像的采集存储;基于LCD触摸屏和Qt/Embedded工具设计图像数据采集控制终端,实现拍摄控制与参数设置等功能。系统软硬件联调与实验结果表明:该系统可以通过控制终端控制成像设备完成图像采集任务,并能将所采集数据实时保存至存储设备中,实现了友好的人机交互,达到了预期效果。     

微型飞行器的自抗扰控制器设计

微型飞行器具有高度的非线性特性,且气动参数具有不确定性,难以建立精确的数学模型;为实现其姿态、速度、以及高度的精确鲁棒控制,基于自抗扰控制方法设计了微型飞行器速度回路和高度回路的控制器。首先建立了微型飞行器的非线性模型,然后利用扩张状态观测器对飞行器状态和气动不确定性因素进行了估计,并通过非线性反馈对模型不确定性部分和状态耦合进行补偿,实现了纵向通道的解耦控制。通过仿真对所设计的控制器进行性能验证,结果表明自抗扰控制器能够实现对微型飞行器的快速稳定控制,且不依赖于精确的飞行器数学模型,具有良好的鲁棒性。     

基于PTP协议的航空图像高速传输

为了减少传输图像数据量,提高图像传输的速度,实现对航空图像的高速传输,研究一种高速、可行的图像传输方法。基于PTP(Picture Transfer Protocol)协议,采用JPEG图像压缩算法对图像进行压缩,引进文件流的多线程传输模式,自主开发了航空数码相机图像传输系统。介绍了系统设计方案,验证了设计方案的可行性。测试结果显示,图像平均传输速率为53.641 Mb/s,误码率为0.00%,表明该系统能够很好地保证数据的原始性,防止数据丢失,有效地减少数据通道堵塞,实现了图像数据的高速、高质量传输。     

UCAV协同攻击多目标的任务分配技术研究

为解决单目标函数构建的任务分配模型不能给火控决策者提供更多有用信息的问题, 将无人机（UCAV： Unmanned Combat Aerial Vehicle）损耗代价和目标毁伤价值作为UCAV协同攻击任务分配的两个目标函数, 对其进行多目标优化, 建立新型任务分配模型。在此基础上, 采用一种改进带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGAII: )进行求解, 得到多目标协同攻击任务分配的Pareto最优解集, 然后根据决策者的偏好选取最佳的任务分配方案。最后通过仿真算例, 验证了该算法的收敛性及有效性。     

基于无人机高光谱遥感的东北粳稻冠层叶片氮素含量反演方法研究

为探究遥感监测水稻冠层叶片氮素含量的较优高光谱反演模型,以水稻小区试验为基础,获取了不同生长期水稻冠层高光谱数据。在综合比较一阶导数变换(1-Der)、标准正态变量变换(SNV)和SG滤波法等处理方法基础上,提出一种将SNV与一阶导数变换的SG滤波法相结合的光谱处理方法(SNV-FDSGF),并将处理后的数据经无信息变量消除法(UVE)与竞争自适应重加权采样法（CARS）选出不同生长期的敏感波段。将各生长期的敏感波段两两随机组合,并构建与水稻叶片含氮量相关性较高的差值光谱植被指数(DSI)、比值光谱植被指数(RSI)、归一化光谱植被指数(NDSI)。其中分蘖、拔节和抽穗3个时期的最优植被指数和决定系数R2分别为：DSI(R₈₅₇, R₆₂₃), 0.704; DSI(R₆₇₀, R₅₇₈), 0.786; DSI(R₉₉₅, R₅₀₈), 0.754。以各生长期内的较优的三种植被指数作为输入分别构建自适应差分优化的极限学习机(SaDE-ELM)、径向基神经网络(RBF-NN)以及粒子群优化的BP神经网络(PSO-BPNN)反演模型。结果表明：SaDE-ELM建模效果最好,在模型稳定性和预测能力上比RBF-NN和PSO-BPNN都有了明显提高,各生长期反演模型的训练集和验证集决定系数R2均在0.810以上,RMSE均在0.400以下,可为东北水粳稻冠层叶片含氮量的检测与评估提供科学和技术依据。     

基于无人机红外光谱技术的影像数据匹配方法研究

无人机加载红外光谱载荷对区域内影像进行获取现已成为遥感领域一种重要的技术手段,可通过对携带位置信息的影像进行分类提取,得到植被盖度、温度指数等一系列因子指标。利用FREE BIRD(自由鸟)小型低空无人机系统挂载Tetracam红外相机(310万像素)对新疆玛纳斯县一河道进行影像获取。无人机飞行面积约为20.5 km2,为了得到更加精确的植被、温度等因子,需要对无人机红外影像进行配准,通过优化SIFT匹配参数和RANSAC粗差剔除后,获取了可靠的匹配结果,即经过算法匹配后的影像与原影像进行了误差比对,能够满足后期的应用需要, 这也是本文的创新点之一。将影像进行配准后进行二维影像拼接,将多张红外影像按照航向重叠度不低于60%,旁向重叠度不低于50%的概率进行拼接,得到拼接后的红外影像图。另外比较了SIFT和SUFT两种算法,利用优化的SIFT算法及改进的FLIR传感器获取1 600张热红外影像,利用地面同步测量数据对拼接后的红外影像进行算法匹配,并利用ENVI(完整的遥感图像处理平台)软件进行温度及植被盖度的影像反演,得到了研究区域的单一影像及红外影像的温度反演图及植被反演图。通过对两种算法的对比得到更加优化的算法模型,并对该模型进行回归分析和精度检验,得到该模型的相关系数R2为0.767,匹配精度为81.51%,模型精度较高。本模型的建立对日后无人机红外影像的配准及提取反演奠定了理论和实践基础。     

一种可并联的1.5KHz~5KHz双三相中频电源设计

无人机大量采用热台方式即发动机直接带交流发电机作为电源系统的主电源,由于无恒速传动装置,其输出频率在1.5KHz~5KHz。输出形式主要有两种：三相高电压和双三相低电压。由于无人机发电机转速高,用热台方式进行地面电网络试验,一次性投入和使用维护成本很高。设计了一种可并联的1.5KHz~5KHz双三相中频电源,极大降低了成本,已应用到无人机的电网络的试验、维护中,从反应情况来看效果十分好。     

基于HSV阈值法的无人机影像变色松树识别

【目的】提出一种色调-饱和度-明度(HSV)阈值划分方法,提高变色松树的调查效率,为疫木的砍伐提供数据支撑。【方法】基于变色松树与其他地类在“H-V空间”上的差异建立变色松树阈值提取规则; 对比分析HSV阈值法和红-绿-蓝(RGB)阈值法在不同情景下提取得到的变色松树识别结果,并对识别结果的精度进行评价。【结果】① 变色松树样本在“H-V空间”散点云图中有明显的聚类现象,而在“G-R空间”散点云图中呈条带状分布。② RGB色彩空间中的R和G之间存在较强的相关性,直接采用阈值法提取变色松树时漏分误差较大。HSV阈值法由于在色彩变换过程中能够分离出色调值H和亮度值V,便于进行阈值划分,对基于无人机数据的变色松树识别的总体精度要优于RGB阈值法。③ HSV阈值法对变色松树的识别适合于病死松树发展的后期监测,在对借助高分辨率影像提取的发病前松树分布进行掩膜后,可实现60%～65%的变色松树提取精度。【结论】HSV阈值法对于基于无人机影像的变色松树监测具有一定的优势,能提高人工判读的效率,可为基于无人机影像的变色松树监测提供理论和方法支撑。     

一种无人机数据链电磁干扰自适应新方法

针对复杂电磁环境容易对无人机数据链造成干扰,严重威胁无人机的飞行安全的问题,提出了一种基于环境感知的无人机数据链电磁干扰自适应新方法,能够提高无人机的主动抗干扰能力.数据链工作信号动态变化过程中,对应的电磁干扰效应阈值呈非线性变化趋势,通过选取训练样本和观测值,采用相关向量机回归（RVR）的方法建立动态数据链干扰阈值训练模型,预测不同工作信号条件下的电磁干扰阈值.建立无人机数据链电磁干扰自适应专家系统,利用机载电磁干扰环境监测平台确定电磁干扰特征参量,根据训练模型预测目标值,判别数据链电磁干扰等级.在此基础上,综合利用技战术方案,自主有效地消除外界电磁干扰对无人机数据链的影响.