舰载飞机着舰可视化仿真系统设计与开发

着舰是舰载机/航空母舰系统中极其重要的内容。为此,基于仿真技术和虚拟现实技术,提出一种舰载飞机着舰可视化仿真系统的设计方案。首先,采用C/S结构设计了舰载机着舰可视化仿真系统,并对各个模块功能进行了详细的阐述。然后利用细节层次、纹理映射以及实例化技术对Creator创建的舰载机和航母的三维模型进行了优化。最后开发了基于MFC的VegaPrime视景驱动程序并介绍了碰撞检测方法。完成后的着舰仿真系统可为自动着舰系统的设计、验证评估提供直观可视化的软件界面。

无人直升机视觉着舰中合作目标角点检测算法

舰载无人直升机自主着舰视觉导航在拍摄图像时,存在大尺度、角度畸变,使得合作目标角点难以检测,提出一种基于SIFT的分区双向匹配角点检测算法。设计了一种非对称彩色合作目标(由红色背板、绿色的H形和三角形组成),利用色彩信息对合作目标进行分割裁剪、识别,并分别对基准裁剪图和实拍裁剪图提取SIFT特征。为了提高SIFT特征匹配的实时性和准确性,提出了分区双向匹配策略。首先求取基准和实拍裁剪图中H形、小三角形重心以及H形上距离三角形重心最近的边缘点,以这三对匹配点求取基准图和实拍图间的粗略仿射模型。将基准裁剪图中的SIFT特征点经过该模型变换得到实拍裁剪图中的映射点,以每个映射点为圆心,以裁剪图宽度的1/4为半径将其分区,匹配时只选择每个映射点区域内的SIFT特征匹配点。同理,对基准裁剪图也进行分区处理。然后通过双向匹配及RANSAC算法剔除错误的匹配对,利用正确的匹配对完成基准图和实拍图仿射变换的精确模型。最后,将基准图中标定好的角点经过仿射变换获取实拍图中合作目标的角点位置。实验结果表明,该算法不仅精度高、鲁棒性强,而且具有较好的实时性。

先进的目视回收光学助降系统纵向着舰精度

先进的目视回收光学助降系统(Advanced visual carrier aircraft recovery system,AVCARS)是在常规的菲涅尔透镜光学助降系统中加入"肉球"偏移速度的指示信息,以提高着舰时的操纵品质和着舰精度。本文研究了AVCARS光学助降系统的工作原理,给出了其结构配置,设计了飞控系统、飞行员模型和助降控制律,并导出着舰终端误差方程。最后对在典型海浪作用下的AVCARS光学助降着舰导引系统进行了动态仿真验证,计算出了着舰终端误差,为研究舰载飞机着舰精度提供了基本思路与研究手段。

航母飞机着舰引导与姿态监视技术新进展

激光中线定位器（ＬＧＩ）是极为精确的远距离可视着舰系统，特别在夜间和临界天气时，能帮助飞机安全着舰。扫描激光飞机监视系统（ＳＬＡＳＳ）能够提供进场飞机的类型、高度。

全向舰载机转运平台路径跟踪控制系统设计

针对舰载机在机库、甲板相对复杂和狭窄空间内的灵活高效转运的需求,以三个全向智能移动装备编队协同控制组成的舰载机转运平台为研究对象,研究舰载机在航母机库甲板上转运作业的任意路径自动跟踪问题。首先,建立全向舰载机转运模型,实现分布式编队协同运动控制;设计基于激光扫描雷达的相对位姿补偿控制器,通过对主、从之间的轮廓数据采用基于Savitzky-Golay多项式拟合法的平滑预处理后采用二值化方法求解相对位姿信息;设计基于神经网络PID控制算法的位姿偏差补偿控制策略。仿真结果表明,所设计的位姿偏差补偿控制策略可实现舰载机整机沿规划路径跟踪。该研究可为后续舰载机自动导航,弹药、补给等无人自主产品转运打下技术基础。

一套垂直起降固定翼无人机系统开发及性能评估

垂直起降固定翼无人机兼具固定翼无人机巡航速度高、续航时间长和多旋翼无人机垂直起降、能定点悬停的优点,在发展迅速的无人机行业中占有重要地位。以自主开发的一套垂直起降固定翼无人机系统为基础,结合某港口货场储煤盘点项目,对该款无人机的性能以及精度进行了分析。研究表明,在天气状况为三级风,航高为140m的条件下,无人机作业过程的实际航高相对于理论航高误差为1.1%,满足飞行要求;将无人机获取的影像数据分别用PIX4D、AgisoftMetashape和Smart3D3款软件进行处理,提取出底面分别为平面、斜面和不规则面的3堆煤堆计算体积,并将结果与三维激光扫描数据进行对比,计算得到相对误差最大为3.77%,能够满足货场储煤盘点要求。综合分析认为,该款垂直起降固定翼无人机在飞行作业过程中能够保持航高较为稳定地飞行,并且在港口储煤盘点中,在保证精度的同时较三维激光扫描具有效率高、成本低和适用性强等优点,具有良好的应用前景。

飞机起落架结构件智能打磨技术研究

为有效保护打磨过程中人员身心安全,消除粉尘噪声污染,提高产品表面加工一致性,开展了飞机起落架结构件智能打磨技术研究,建设了飞机起落架智能打磨单元,根据起落架特有的结构特点,制定了与之匹配的工艺流程。飞机起落架结构件智能打磨单元由ABB六轴机器人、打磨工作台、多工位刀具库、扫描定位系统、负压集尘系统、防护罩以及电控系统等11个模块构成。详细介绍了起落架结构件智能打磨工艺流程、单元组成、数控编程、激光扫描测量、恒力浮动打磨、快换装置等相关技术,打通了起落架结构件智能打磨的产品研制过程,实现了高效化、专业化生产。飞机起落架结构件智能打磨技术为建设柔性、智能、绿色环保的起落架制造装配系统提供了技术支持。开展飞机起落架结构件智能打磨技术研究,是提升起落架质量、性能、效率的必经之路。