基于改进遗传算法的多机器人任务分配方法

多点遍历任务是多机器人协作研究中常用的一个例子,普遍采用的单物品拍卖任务分配方法存在着无法得到全局最优解的缺点。为解决此问题,该文提出用组合拍卖的方法进行任务分配。由于组合拍卖的胜者决定问题(WDP)本身是一个NP-hard[1]问题,怎样在短时间内获得令人满意的解是该文关心的焦点。该文通过对单亲遗传算法进行改进,提出环形染色体的概念,成功地解决了针对此任务的WDP求解问题。仿真试验表明,该算法实现简单,搜索效率高,在较短时间内能够得到满意解,满足多机器人动态任务分配的实时性要求。

平流层飞艇热力学验证温度测量方法研究

平流层飞艇的热力学分析是平流层飞艇关键技术之一。针对热力学分析的工程验证及模型完善,提出了适合于平流层飞艇的艇囊内气体及囊体表面的温度测量方法,包括采集点的分布,传感器的选型,数据传输和处理及数据准确性评价等。经过两次平流层飞艇的缩比飞行试验,对比同艇发放的探空仪采集的温度数据,验证了该方法测量到的数据的准确性。

平流层飞艇多路视频切换器设计

针对平流层飞艇实验阶段的视频监控需求,设计了一种灵活的视频切换器。采用NXP公司的LPC2292/01型基于ARM7内核的处理器,集成了CAN总线控制器,接口电路简单可靠;使用其强大的硬件验收滤波功能,可以滤除不需要的报文信息,软件可靠性高;通过CAN总线传输切换指令,可以实时切换地面操作者关心的视频画面,解决了视频监控需求较多与遥测通信带宽不足的矛盾。经地面测试和飞行试验验证,该系统完全满足平流层飞艇飞行试验的使用需求。

基于CVI和CANopen协议的多伺服电机测控系统

该测试系统使用CVI编写上位机软件,采用CAN总线作为通信的接口,功能包括多个伺服电机的状态显示及位置控制、数据记录等。CAN总线物理层采用了CAN2.0B标准,应用层协议采用了CiA组织的CANopen协议,详细介绍了使用CANopen的DSP402协议实现对多路伺服电机的实时测量与控制的方法,实验表明,该测控系统响应迅速,界面友好,数据传输可靠,满足设计需求。

基于激光测距的飞艇净重在线计算方法研究

通过对三维建模软件CATIA中的飞艇副气囊模型进行切片分割,获得了不同副气囊高度下的对应体积值,使用最小二乘法建立了副气囊中心点高度与副气囊体积的三次曲线拟合公式,采用相位式激光测距仪对副气囊中心高度测量,使用该公式可以估算出副气囊的实时体积大小,从而推算飞艇净重大小,掌握飞艇的压力高度和起降能力。使用某次飞行试验对副气囊高度测量的数据计算出的飞艇净重值,与多次地面称重数据一致性较好,验证了使用激光测距仪对大型飞艇净重进行在线评估的可行性,并使用该方法对某飞艇某次飞行试验过程中的净重进行了分析,对飞艇的压力高度进行了核算。

Rotax发动机转速传感器设计研究

根据无人驾驶飞行器的使用需求,设计了一种针对通用航空和无人机常用的ROTAX系列活塞式发动机的转速测量传感器,能够在线采集转速信号,并通过数字接口实时传输至地面,使操作人员能够准确掌握发动机工作状况。该传感器包括信号调理电路和采集处理电路2部分,通过Multisim仿真软件论证其电路的合理性,并分析了系统的误差范围。在某型号飞艇的飞行试验中,该转速传感器测量误差较小、工作稳定、抗干扰能力强,满足飞行控制使用的要求。由于它安装方便,而且输出接口为常用的数字信号,成本较低,可以在使用活塞式发动机的无人驾驶飞行器上普遍适用。

基于USB摄像头的嵌入式远程视频监控系统

介绍一种用USB摄像头作为采集终端的视频监控系统,用户在远程端可以监控USB摄像头获取实时视频,并能够控制云台进行转动。整个系统能够独立完成实时视频的采集、处理及传输功能,可广泛应用在远程监控系统、可视电话、工业控制等领域。

高空气球吊篮姿控用精简反捻控制系统设计

提出一种在不加外部力矩测量装置前提下,利用智能驱动器控制力矩电机工作在电流闭环模式的精简反捻控制系统,通过控制电机绕组电流值以达到解耦和卸荷作用。首先,通过对现有反捻设计方案的分析,提出了精简反捻控制系统设计方案。其次,分别对该反捻器的系统级和电路级进行了仿真和分析,进一步验证了可实现性。最后分析其与反作用飞轮控制系统配合构成的吊篮姿态控制系统具有控制精度高和结构简单的优越性。

高空飞艇通用数据记录仪设计

高空平流层飞艇飞行过程中的各项数据是非常珍贵的;对比分析了数据记录仪现状及平流层飞艇对数据记录的实际需求,提出了平流层飞艇数据记录仪的设计方案,详述了方案中的硬件组成、软件框架及控制流程;结合工程实际经验,设计了一系列针对该数据记录仪的测试试验,验证了设备对6.4kPa,-20℃环境的适应性,测得可靠传输速率为13kbps,总功耗小于1W,结果表明该设备满足高空平流层飞艇上对于数据记录的需求;结合高空飞艇的发展要求,从容量、速率、可靠性及数据接口多样性等方面对该方案提出了改进建议。

基于双冗余的系留气球测控计算机设计

测控计算机作为系留气球平台的重要组成部分,对球体能否正常飞行起着至关重要的作用。为满足可靠性要求,结合工程上常用的两种双冗余热备份的结构特点,提出了基于"心跳信号"的测控计算机双冗余设计方案,该方案具有较为简单的切换逻辑和较强的抗干扰性能。该设备于2015年进行了外场飞行试验,连续工作15天,球体参数采集、机构控制、压差自控和链路自动切换等各项功能正常,系统工作稳定,验证了该测控计算机能够满足系留气球平台长时间飞行的要求。

基于铱星的南极高空气球测控系统设计及实现

根据我国第38次南极科考的高空气球飞行试验任务的科学目标需求,结合南极保障条件现状,设计了用于南极科考高空气球系统的测控系统,采用了铱星短报文通信模块9602作为基础测控通信通道,IP数据通信终端Pilot作为有效载荷数据通信通道,同时利用Pilot终端带宽余量,设计了一条备用的测控通信通道,实现了双路冗余测控,提高了测控通信的可靠性;在内陆的数据传输测试试验中,两条测控通道数据传输正常,载荷数据下行传输速率在115~120 kbps之间,达到了预期指标,在完成环境适应性改造之后,可以用于保障第38次南极科考的高空气球飞行试验任务顺利进行。

一种基于RBF神经网络实现波束形成的方法

以最小均方差(LMS)算法的解为基础,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的波束形成方法。首先方法将一定量、等步长的DOA值通过LMS算法计算出的阵列权值向量作为训练集,而后基于训练集RBF神经网络进行训练,最终在DOA估计后可快速计算出阵列天线中各阵元的权值。上述方法利用RBF神经网络快速逼近非线性函数的特点,替代原有LMS自适应波束形成算法的迭代过程,以期减小计算量。Matlab仿真结果表明,上述方法能够有效减少阵列权值向量计算过程的运算量,提高波束形成的实时性。

Genetic Algorithm Based Combinatorial Auction Method for Multi-Robot Task Allocation

An improved genetic algorithm is proposed to solve the problem of bad real-time performance or inability to get a global optimal/better solution when applying single-item auction （SIA） method or combinatorial auction method to multi-robot task allocation. The genetic algorithm based combinatorial auction （GACA） method which combines the basic-genetic algorithm with a new concept of ringed chromosome is used to solve the winner determination problem （WDP） of combinatorial auction. The simulation experiments are conducted in OpenSim, a multi-robot simulator. The results show that GACA can get a satisfying solution in a reasonable shot time, and compared with SIA or parthenogenesis algorithm combinatorial auction （PGACA） method, it is the simplest and has higher search efficiency, also, GACA can get a global better/optimal solution and satisfy the high real-time requirement of multi-robot task allocation.

船基系留气球AIS数据采集系统设计与实现

船舶自动识别系统可以为发展高频地波雷达技术提供验证数据集;目前,现有手段为HFSWR提供的数据集存在实时性差以及仅能对小范围内的船只进行跟踪观测等缺点,针对该问题,设计了一套船基球载AIS数据采集系统,利用系留球搭载AIS接收机进行多次海上长时间驻空实验,期间获取了来自345条船只的270580条数据;结果表明:船基球载AIS接收机这一方式能够显著提高船只之间AIS信息的接收距离,当系留球锚泊在150 m高空时,系统的AIS信息接收距离能够达到244 km;并验证了AIS海上传播模型的准确性;船基球载AIS数据采集系统可实现长期高空驻留,所获取的周边海域船只的AIS信息数据范围广,实时性高,漏报率低,是对船基HFSWR性能进行评估的有效手段。

临近空间科学技术的发展现状及应用前景

介绍了临近空间的特殊空间位置以及典型气象特征,梳理了国内外通过天基、地基、原位平台对临近空间进行科学探索和研究的情况,针对目前对临近空间认知不足的现状,提出应该以临近空间飞行器为主要平台对临近空间进行科学探索及应用;回顾了国内外临近空间飞行器(包括高空气球、平流层飞艇和高空太阳能长航时无人机)的技术发展及其在军用和民用市场中的应用现状,总结了亟需关注的关键问题,并提出了中国临近空间科技发展和应用的具体建议。

浮空器在应急通信中的应用

浮空器相对于固定翼无人机和四旋翼无人机等一些常规的飞行平台,具备续航时间长或飞行高度高的显著优点,高空超压气球和低空系留气球已经成为应急通信领域一种新的发展方向。以系留气球和高空超压气球在应急通信中的应用为例,梳理了浮空器在应急通信中的应用现状,总结了浮空器在应急通信中应用的显著优势,指出了亟待解决的关键问题,展望了未来浮空器在应急通信行业应用方向。

现代浮空器军事应用

现代浮空器在军事应用中最成熟、最普遍的是系留气球。本文介绍了系留气球相对于其他飞行器的优势,梳理了系留气球在军事应用中的主要作用,列举国外典型的系留气球系统;对系留气球的生存能力进行评估,分析了国外平流层飞艇在军事应用中的现状,最后对浮空器进行展望。

看谷歌怎样一步步玩票做气球

谷歌的LOON项目志在建立一个覆盖全球的环状连接网络．为偏远地区提供互联网接入服务。2013年谷歌首次对外公布该项目，时至今日，已初具规模。与多个国家达成了合作意向。

海洋应急通信网络智能监控与调度系统设计及实现

面向单一平台承载特定通信业务的海洋通信网络状态监控与平台调度系统,难以满足日益复杂的海上通信网络的多主体协同、多手段融合与多业务一体化发展需求。提出了一种面向海上应急通信网络的智能监控与调度系统的设计方案,针对海上通信应急场景业务需求,设计了基于实时监控信息研判的“天、空、岸、海、潜”的多主体协同调度系统,实现了适配海洋应急通信网络灵活建网、快速补网特点的智能监控与协同调度,解决了海上平台与通信载荷灵活组合导致的异构通信系统间数据获取与传输问题,提升了海上通信网络的保障能力。系统依托国家重大工程“智慧海洋”应急通信试验网络建设项目实现,在海洋应急典型应用场景下通过对实时信息感知、应急响应规划、事件处置、视频会商等业务的应用示范,对智能监控与调度系统进行了验证,满足了海洋通信网络智能化发展需求。

海上应急通信技术研究进展

介绍了海上应急通信的特点,论述了国内外各类海上应急通信手段的发展历程,分析了国内海上应急通信技术的现状和不足。针对各类海洋活动急迫的应急通信需求,提出了天（卫星）、空（无人机）、岸（海岸和岛礁站点）、海（舰船）、潜（水下）5种手段构成的一体化应急通信系统建设思路,归纳了典型场景的海上应急通信应用模式,探索了国内后续海上应急通信技术和体系发展的思路。