一种双无人机协同跟踪地面移动目标方法

针对通信延时情况下双无人机协同跟踪地面移动目标问题进行研究,构建了基于分布式遗传算法和滚动时域优化结合的目标跟踪航迹规划算法模型。考虑到通信延时会增加目标状态信息数据融合时的误差,导致无人机跟踪任务效果变差,结合递推最小二乘滤波和加权最小二乘估计设计了融合方法,来融合处理目标状态信息;考虑到无人机对目标的观测效果与未来时刻的目标状态信息密切相关,采用递推最小二乘滤波预测目标的状态信息,结合分布式遗传算法和滚动时域优化设计了双无人机目标跟踪航迹规划算法。适应度函数考虑了无人机和目标之间的距离、无人机之间的通信距离、无人机之间的通信角度。仿真结果表明:该协同跟踪方法能够较好地完成跟踪任务;与一架无人机跟踪相比误差明显减小,并且可以减小通信延时带来的跟踪误差。

双无人机平台的舰炮脱靶量实时检测模型

为了解决舰炮对海上目标射击脱靶量实时检测难的问题,改进舰炮对海射击观测和射击校正手段,提高舰炮实战化水平,在航空摄影测量学和无人机目标定位技术的基础上,通过构建目标、炸点及像点在成像空间中的几何关系模型,并利用最小二乘法,推导出了基于双无人机机载光电平台的目标和炸点同时定位的模型。再结合舰船经纬度信息,经高斯平均引数反算公式计算得到炸点与目标之间的脱靶量。最后利用蒙特卡罗法对脱靶量检测模型进行仿真,分析其误差特性。

基于互模糊函数优化的双无人机协同定位方法

随着武器装备和作战样式的发展,无人机侦察已成为作战情报获取的重要方式.针对双无人机协同定位过程中存在的定位精度低与定位时间长的问题,提出了基于互模糊函数的时差频差联合定位优化方法.该方法通过优化互模糊函数来减少计算量,提高定位实时性,利用Monte Carlo法进行定位方程计算,提高求解精确度.仿真结果表明,本文方法能在对互模糊函数峰值判断精度影响很小的情况下,节省计算量,并准确判断出辐射源位置.这为海上无人机蜂群协同侦察定位实际应用提供了参考.

纵列双桨无人机的气动仿真分析

为解决纵列双桨无人机的桨叶重叠部分的气动干扰导致的旋翼效率减少问题,基于计算流体力学(CFD)方法对纵列双桨无人机的气动特性进行了仿真分析,包括不同攻角、两桨叶相对位置变化以及整流罩气动外型优化。结果表明:在不同攻角下,无人机的攻角对升力系数的影响大于阻力系数;无人机两桨叶在纵向距离3420 mm、轴向距离540 mm时旋翼的干扰最小,效率最高。之后进行了无人机整流罩优化,得到了更加理想的气动外型。为纵列双桨无人机的气动设计提供了重要的参考和指导,同时也为无人机的发展和应用提供了有益的实践经验。

基于系留放飞双模无人机的雷达标校方法研究

传统雷达标校方法在效率、适应性、机动性和通用性等方面存在不足,利用经济、快捷、可动态部署的无人机平台标校是雷达标校系统的重要发展方向。论文提出了以系留放飞双模多旋翼无人机、空馈任务载荷与信号源等构建雷达标校系统的方法,分析计算了波瓣图测试与模拟目标测试的射频链路,测试了双模无人机的悬停精度,并通过试验验证了基于双模无人机的波瓣图绘制功能与模拟目标标校功能。采用双模无人机对某舰载雷达进行标定,同时采用传统高塔标校方法进行对照,表明无人机标校系统精度优于雷达测角误差指标的1/5,满足雷达标校需求。

变质心共轴双旋翼无人机建模与反步滑模控制

针对共轴双旋翼无人机旋翼组件过于复杂,导致旋翼控制系统可靠性较低的问题,提出了一种依靠三轨变质心机构进行姿态控制的方案。推导了三轨变质心共轴双旋翼的运动模型和空气动力学模型,并分析了不同滑块所处位置和质量占比情况下变质心无人机动力学特性。建立变质心无人机姿态控制系统的状态方程,针对系统中的非线性和不确定性,设计了基于反步滑模控制的姿态控制器。仿真实验表明,所设计的控制器能够在含有外部扰动的工况下有效完成姿态跟踪任务,具备较好的抗干扰能力。

无人机自适应双频通信系统设计与实现

近年来,随着无人机的快速发展,对无人机通信的稳定性和可靠性要求越来越高。文章设计了无人机自适应双频通信系统,采用主控芯片STM32控制E19-433M30S和E28-2G4M20S两个不同频段的模组通信,根据误帧率、RSSI值以及传输距离自适应切换两路通信并且自适应切换FSK、LoRa、GFSK调制方式,充分利用了2.4GHz和433MHz两个频段的优势以及LoRa技术,提高无人机通信的传输速率、最远传输距离和可靠性。

基于改进PID算法横列式双旋翼无人机系统

横列式双旋翼无人机相较于传统固定旋翼无人机具有更强的机动性与续航能力,但是传感器测量误差会影响其控制精度。针对这一问题,在理论模型方面完成了动力学模型的推导并整定了相关物理参数;在控制算法方面自主开发三轴加速度计误差补偿算法,并创新性将该算法与传统PID控制算法结合形成改进串级双闭环PID算法,可以实现对三轴加速度计测量值累积误差的抑制,同时利用Simulink进行了30次系统控制仿真,仿真结果表明:改进PID算法理论上针对y轴位移、滚转角、俯仰角与偏航角可分别降低约78%、26%、19%与44%系统超调量;在实验测控方面搭建了试验样机+测控地面站系统,最终完成10组空中悬停对比实验。实验结果表明:改进PID算法试验样机悬停高度、滚转角、俯仰角与偏航角的稳态误差较传统PID算法减少约35.68%、49.04%、2.33%与55.96%,验证了改进控制算法的精度与实际有效性。

旋翼无人机火点定位关键技术研究

目前我国利用无人机进行森林火灾监测、预防还处于初级阶段,森林火点的快速、准确定位在森林防火中有着重要意义,利用旋翼无人机进行林火点定位具有高效性、便捷性和低成本的优点。文章提出一种基于GPS系统和搭载摄像机的双无人机定位方法,通过在南京森林警察学院模拟火点的点烧试验,以无人机及飞控系统为主要手段获取无人机实际飞行参数、无人机航空摄影林火数据,以地面PTK GPS高精度定位系统和全站仪+PDA(笔记本电脑)进行火点精准定位,对双无人机定位精度进行检验。实验数据表明该方法精度完全满足林火监测精度要求,为未来无人机在林火监测、预防中的进一步应用提供了有价值的参考。

基于改进人工势场法和自适应神经网络的共轴双旋翼无人机避障飞行控制

针对共轴双旋翼无人机(coaxial rotor unmanned aerial vehicle, CR-UAV)在未知和危险环境中飞行避障的控制问题,基于飞行态势图和改进人工势场算法,提出了一种新的避障方法。首先,该方法通过飞行态势图对障碍物信息进行建模,考虑了CR-UAV飞行控制的约束条件,可使无人机有效利用障碍物信息进行避障,避免了局部极小点的问题,无人机的控制和避障能力显著提高;其次,采用基于径向基函数的神经网络(RBFNN)对CR-UAV飞行中的干扰进行估计并实时补偿,采用非线性状态误差反馈实现CR-UAV的姿态跟踪控制,从而保持无人机避障飞行过程中的姿态稳定;最后,进行了仿真实验。从仿真结果可以看出,无人机在避障飞行具有良好的姿态稳定能力。

基于无人机+双光热成像相机的供热一次管网测漏方法

在供热运行过程中,保证一次管网安全、稳定、高效的运行是至关重要的。当一次管网出现泄漏时,根据泄漏点的大小程度,会造成相应程度的热量损失与水量损失,只要管网存在漏点,就会增加热力公司的运行成本。因此,如何运用正确、精准的测漏方法确定漏点,并采取及时、有效的措施进行维修,对提高供热质量、节能降耗、降低成本有着重大的意义。通过工程案例介绍了如何运用无人机+双光热成像相机、电子听漏杆等工具进行测漏的方法,旨对热力同行的工作有一定的借鉴作用。

基于滤波反步法的共轴双旋翼无人机控制

针对炮射共轴双旋翼无人机的姿态控制问题,基于炮射条件下无人机姿态、速度等参数与执行机构到桨叶的运动状态之间的映射关系,采用低通滤波器设计了反步滑模控制律。根据该无人机的炮射使用条件,使用多初始条件下适应度计算的遗传算法进行参数整定。该控制系统具有强鲁棒、高动态和高精度的特性,能够满足该类型无人机弹射飞行等要求。经仿真验证,控制性能优良,姿态稳态误差在0.4°以内。

基于模糊预测与扩展卡尔曼滤波的野值剔除方法

针对基于微机电系统无人机的野值的辨识和处理,设计了一种基于模糊预测与扩展卡尔曼滤波(EKF)的野值剔除方法.首先,将角速度模长引入梯度下降法中,通过动态调整梯度步长,提高模糊预测量的精度,有效避免模糊预测时对阈值依赖性较高及野值剔除后造成的数据点丢失;其次,以新息作为野值的判别准则,利用加速度计测量值信任度因子调整新息判别阈值,从而剔除观测传感器的野值;然后,通过共轭梯度法将模糊预测值转化为姿态四元素重新修正卡尔曼滤波的状态估计.最后,基于所搭建的共轴双桨无人机实验平台系统验证所提算法的有效性.实验结果表明:在共轴双桨无人机悬停、强机动情况下,所提算法能保证共轴双桨无人机的稳定飞行,有效提高共轴双桨无人机的姿态跟踪精度和稳定性.