一种系留多旋翼无人机备用电源设计

针对系留多旋翼无人机在地面电源异常断电时的安全降落需求,以提高系留多旋翼无人机的定位稳定性为目的,设计一种基于超级电容器的国产化备用电源。该备用电源由主控单元、充电单元、放电单元、均衡单元和超级电容器组构成,主控单元实时监控超级电容器组的运行状态,充电、放电和均衡单元分别控制超级电容器组充电、放电和均衡过程。结果表明:该备用电源具有宽温度适应性、免维护、结构简单和国产化率较高等特点,能有效地应用于系留多旋翼无人机装备中。

基于多旋翼无人机视觉惯性里程计的设计与实现

针对GNSS信号受到干扰或在拒止环境下,多旋翼无人机的导航定位问题,设计一种多旋翼无人机视觉惯性里程计系统。介绍系统的总体设计方案、硬件选型与设计、软件系统搭建、通信协议规定以及算法设计思路。实验验证结果表明:该系统可以实际运行在多旋翼无人机上,当GNSS信号不可用时,仍可向飞控实时提供多旋翼无人机当前可用位姿,为多旋翼无人机视觉辅助导航设计提供参考。

基于改进YOLOv5与嵌入式平台的多旋翼无人机检测算法

针对在嵌入式平台上检测无人机时面临的资源占用率高、实时性差的问题,提出一种改进YOLOv5网络的目标检测算法。以YOLOv5s网络为基础模型,使用MobileNetV3网络代替CSP-Darknet53作为骨干网络进行特征提取,并优化改进特征加强网络以及算法的回归框损失函数。基于自建无人机数据集分别在PC机和嵌入式平台RK3399上进行测试,实验结果表明:改进后的YOLOv5算法与原算法相比,在保持较高检测精度的同时,检测速度提升了38%,模型大小降低了45%,有效提升了算法的检测性能,满足应用于嵌入式设备的实际需求。

系留多旋翼无人机模拟训练系统设计与实现

为满足操作手对系留多旋翼无人机及其搭载任务载荷操作的模拟训练需求,对系留多旋翼无人机模拟训练系统进行设计与实现。该系统由飞行模拟计算机系统、便携式操控终端模拟器和教官导控台构成,提出基于系留线缆的系留多旋翼无人机及其空气动力学、飞行场景、想定战场环境及场景目标等模拟仿真模型。从系统架构优化、通信链路协议、实装设备原位替代等方面进行设计实现。结果表明:该系统结构完整、安全性好,配置精简、灵活、方便,成本低,适用于野战训练。

系留无人机视觉定位技术

针对系留无人机在导航卫星拒止条件下无法定位的问题,设计一种基于合作目标的视觉定位系统。通过构建视觉定位系统,设计靶标检测算法、靶标偏移量计算算法及数据平滑算法,实现系留无人机的无源定位。试验结果表明:无人机在飞行及起降过程中,精确检测地面靶标并解算相对位置,可有效解决无卫星信号的定位问题。

基于遗传算法优化的四旋翼控制系统研究

为提高多自由度、非线性的四旋翼无人机模型控制系统的系统响应与控制效果,提出一种基于遗传算法优化的模糊PID控制策略。将整个控制系统分解为外环位置控制器和内环姿态控制器2部分,对四旋翼无人机系统进行建模仿真。由仿真分析结果得知,当滚转角度分别为35°、45°和65°时,通过遗传算法优化的模糊PID控制相对于模糊PID控制的角度误差分别降低2.58°、3.09°和3.78°;X轴误差分别降低了0.759、0.658和0.593 m;Y轴误差分别降低了0.157、0.228和0.195m;Z轴误差分别降低了0.169、0.237和0.514m。结果表明:该策略保证了整机的稳定性,使整机的控制系统能达到更好的控制效果,保证了四旋翼无人机具有更好的性能。