视觉感知的无人机自主精确抛投方法研究

无论是在军事还是民用领域,无人机抛投应用价值都非常巨大。现有的无人机抛投方法有:基于人工经验的抛投、基于无人机运动动力学与空气动力学建模的抛投、基于导航系统的无人机抛投、基于视觉驱动的无人机自主精确抛投等。其中基于视觉驱动的无人机自主精确抛投方法涉及复杂的无人机与目标之间运动规律的精确感知与估计、空气动力与各种延时的影响,最佳抛投位姿和时机估计困难很大?本文拟通过基于深度学习的状态感知获取无人机的姿态角、晃动速度、地面目标相对关系等状态参数,通过强化学习解决视频采集处理传输延时、决策控制延时的影响,从而达到自主地、高精度地抛投?在此基础上设计和搭建了一个模拟实验平台,用于算法的训练和测试,并比较了基于视觉驱动的无人机自主精确抛投方法和依靠人工经验的抛投方法的效果,测试结果表明基于深度强化学习的视觉驱动无人机自主抛投方法获得相当高的成功率,能够有效的解决无人机精确抛投问题,该研究结果为无人机自主精确抛投提供了一种有效的解决方案和工程应用思路。

基于无线通信的无人机低空突防轨迹控制

在对无人机低空突防轨迹进行控制时,由于缺乏对实际飞行空间环境信息以及无人机状态的拟合分析,导致无人机低空突防轨迹与规划轨迹的偏离程度较大,为此,提出基于无线通信的无人机低空突防轨迹控制方法研究。考虑到在具体执行飞行任务过程中,一般要求在同一时刻到达指定的目标区域,因此需要协同控制不同无人机的飞行轨迹,针对此为无人机设置了协同再入策略。在控制阶段,充分利用了无线通信技术在信息交互方面的优势,结合实际飞行空间环境信息以及无人机状态,分别对无人机的飞行高度、俯冲角(爬升角)以及法向过载进行适应性控制。在测试结果中,无人机在设计控制方法下,在x方向上与目标轨迹的最大偏离程度仅为0.47×103m,在y方向上,与目标轨迹的最大偏离程度仅为0.62×103m。

无人机健康状态综合评估技术研究

无人机健康状态综合评估技术是以无人机视情维修体系为背景发展起来的,已成为先进的无人机核心技术之一,现已发展成为一门新兴的科学技术;国外的许多军用无人机由于采用健康状态评估技术,极大降低无人机的使用和维修成本、提高无人机的使用可靠性;结合某型无人侦察机的典型部件,阐述了无人机健康状态评估技术的提出、实现方法和发展趋势,并以无人机的动力分系统为例,验证了所提方法的可行性,为实现无人机状态即时评估提供科学依据。

卫星辅助的无人机视觉惯性自主定位方法

无人机在复杂环境中的自主定位是无人机智能化和应用的重要前提,但也面临着多种挑战,如传感器噪声、动态初始化等。为了解决这些问题,提出了一种基于卫星辅助的无人机视觉惯性自主定位方法,实现了无人机位置、速度、姿态和偏差等状态的实时估计。采用基于IMU预积分的闭式解模型,实现了视觉惯性导航系统(VINS)的动态初始化,有效降低了计算量和初始化时间;对GPS-IMU时间偏移进行建模,并对外部时间偏移进行在线校准,解决了全局位姿测量信息的时延问题,实现了全局位姿信息的异步更新;在单目惯性导航传感器和四旋翼无人机实验平台上进行了户外飞行实验,验证了所提方法的有效性和鲁棒性。实验结果表明,该方法在有间歇性GPS信号复杂环境中的定位精度达到了2.2 m,显著优于传统VINS方法的4.8 m,体现了该方法的高效性和鲁棒性,为无人机在复杂环境中的自主定位提供了一种创新的解决方案,为无人机的智能化和应用开辟了新的领域。

Introduction to Unity of Physics and Biology, Inorganic Life Materials

The unity between physics and biology refers to that the inorganic systems： the Solar System, galaxies and artificial systems have the same structures and functions as the organisms. The development of science and technology is demonstrating the intense unification trends of physics and biology and a holistic science and technology era is about to start. The physics and biology unify on the basis of the four seasons＇ law, which is the most important rule of the universe. Life is defined as the four seasons＇ whole with the structure and process of four seasons. The organism is basically structured into a dual four-season body by state-varying, state-stabilizing and control organizations. Animals, the Solar System and the earth are all the dual four-season bodies. In the unity between physics and biology, the inorganic life materials and inorganic life body can be manufactured artificially.