基于软件无线电的无人机入侵检测方法研究

无人机的普及带来了诸多隐私安全问题,而要解决该问题就需对无人机信号进行动态有效检测,从而实现有效管制。本文提出了一种基于软件无线电的无人机入侵检测方法并进行了硬件实现。该方法利用自适应去噪及三次聚类方法实现了无人机信号的识别与分类。仿真结果表明,该方法在信噪比-16.2 dB以上时检测概率达到100%。同时本文依托以AD9361+FPGA+STM32为核心的软件无线电平台进行了方法的工程化实现,实测结果表明方法实用有效,在室内复杂环境及室外环境下均能有效地识别出无人机信号及类型,具有很强的应用前景。

无人机遥感生态场景三维建模综述

近几年快速发展的无人机遥感是信息技术与先进制造业结合的典型产物,利用无人机平台,集成各种高端机载传感器实现倾斜摄影三维实景建模技术,已逐渐深入到国土资源、城市建设等领域。针对无人机遥感三维建模技术在生态环境领域的应用,本文从技术概述、研究内容,应用示范等进行了论述,从实例角度展现无人机遥感三维建模技术在广西部分重点生态环境领域所取得的成果,为进一步推广该技术在生态领域的应用起到示范作用。

无人机影像数据的三维建模处理

三维场景视觉上更直观、形象,更能还原和再现现场的实际几何信息,尤其是随着高分辨率光学载荷的发展,通过多视角影像三维重建技术,利用高性能计算机平台对无人机图像进行数据处理,从而满足工程需求。通过三维软件系统处理无人机图像进而生成高质量的三维模型,主要模型和步骤包括快速拼接无人机影像,建立数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)。处理过程中对导入的无人机影像数据要求具有一定的重叠率,同时根据实际工程需求在各个环节进行多参数反复实验与优化,最终实现高质量的三维模型重建。文章使用Agisoft Photoscan三维建模软件对无人机影像数据进行处理,对每一步骤进行详细描述,最后分析两种不同的DSM算法得到不同的结果。

基于Landsat遥感影像的桂林主城区土地利用变化监测

城区土地利用情况及其时空演变特征不仅是一个城市社会经济发展水平的反映,也是城市建设、城市规划以及景观规划决策的重要依据之一。针对传统测绘方法进行土地利用的变化与监测存在着人力成本高、更新速度慢和调查成果不全面等问题。基于Landsat卫星影像数据,采用遥感监督分类方法分别对桂林主城区2002—2019年的5期遥感影像进行了土地利用分类与信息提取。然后分别对此时间段内桂林城区的土地利用面积变化、土地利用转化率和土地利用结构变化情况进行了监测分析。结果表明在2002—2019年间,桂林城区的耕地面积呈逐渐减少趋势,年均减少率为4.97%;建设用地面积呈逐年上升趋势,年均上升率为2.55%;绿地面积在2002—2006年间年均减少率为7.67%,在2006—2019年间年均增长率为2.52%,呈现先快速降低后缓慢增长的态势。

基于固定时间干扰观测器的多智能体分布式保性能包含控制

针对多智能体协同编队抗干扰控制问题设计了一种网络化多智能体分布式保性能包含控制方法。首先,考虑因传感器性能约束导致的领航者速度信息无法精确获取的问题,采用跟踪微分器对多领航者智能体的速度状态进行估计;其次,基于多智能体动力学模型并结合多领航者智能体的速度状态估计信息,构造多智能体分布式包含控制协议;然后,为消除系统中不确定动态环境干扰的影响,设计固定时间干扰观测器对外部扰动进行实时估计与补偿;最后,利用预设性能控制技术使多智能体同步误差收敛速度、超调量等动态性能保持在预设的安全范围内。仿真实验验证了所提控制算法的有效性和可行性。

LED路灯散热器散热性能的数值模拟

提高LED散热性能是提高LED可靠性的关键技术之一。利用数值模拟的方法对大功率LED路灯散热器进行散热性能的研究。运用Ansys Icepak软件研究了LED散热器的翅片高度、厚度、间距对LED结温的影响,结合金属热强度指标对各几何参数进优化。优化后的LED散热器翅片的质量减少39.76%,而LED的结温为61.33℃,仍然在正常工作温度范围内。

针对明亮区域的自适应全局暗原色先验去雾

针对暗原色先验去雾算法对明亮区域失效,以及分块求取暗原色存在的块状效应、Halo现象和运算复杂度较高等问题,提出了一种基于自适应参数的全局暗原色先验去雾算法。该算法采用全局暗原色操作取代分块处理,并通过模糊逻辑控制器自适应估计明亮区域的容差参数和透射率调整因子;在非明亮区域求取大气光强度后,根据自适应容差纠正明亮区域被错误估计的透射率。与常用的3种图像复原去雾算法进行了比较,结果表明:该算法去雾图像的主观视觉效果较好,且图像对比度、信息熵和平均梯度3方面的客观评价结果也明显优于其它3种对比算法。该算法可有效解决明亮区域失真和分块处理带来的上述问题,在不增加曝光处理情况下也能获得较好的去雾效果,运算效率也有较大提升。

利用线性融合方法进行金花茶自然保护区植被覆盖度时空变化研究

在利用高空间分辨率影像研究小区域植被覆盖度(FVC)变化时,传感器、成像条件及云量的影响会导致连续的长时序影像数据缺失或数据质量较差,同时影像的低时间分辨率也限制了对小区域连续时序FVC变化的研究。针对该问题,本文采用线性融合方法融合出连续的长时序FVC影像,解决了在研究FVC时空变化时云量和条带影响导致的Landsat影像连续时序数据缺失和低时间分辨率问题;利用Sen+Mann-Kendall进行趋势分析发现,金花茶自然保护区的FVC在2000—2016年整体呈增加趋势,FVC显著增加的区域约占37.32%,不显著增加的区域约占58.56%。线性融合方法得到的FVC影像可以精细地表征地表FVC的变化,较好地解决了高空间分辨率影像FVC连续时序数据缺失的限制,有利于小区域FVC的长时序时空变化研究。

四旋翼飞行器减振滤波算法分析与设计

针对四旋翼飞行器在飞行过程中机体振动问题,分析了振动对加速度计输出数据的影响,为兼顾系统可靠性与灵活性,设计了机械防振与数字减振相结合的振动抑制方法。分别利用MPU6500内部低通滤波器、二阶巴特沃斯滤波和八深度窗口滑动滤波对原始数据进行分析,确定了在四旋翼飞行器中采用加速计内部低通滤波器结合窗口滑动滤波来抑制振动噪声的设计方案。通过实验验证,四旋翼飞行器在开机悬停状态下,俯仰角和横滚角均保持在±2°以内,基本消除了机体振动对自动驾驶仪系统姿态解算的影响,可获得较好的减振性能。

基于四象限探测的激光跟踪系统的设计与实现

为提高激光目标系统跟踪能力,提出了一种基于四象限探测的激光跟踪系统。采用四象限探测器完成光斑位置检测与目标信息接收,分析传感器光照位置的输出电流误差变化与光斑偏离光敏面中心坐标对应关系,感知和判断目标方位及运动方向,通过伺服系统的闭环控制方法,实现激光快速跟踪,利用上位机对被跟踪目标的方位信息进行图形监测。实验测试表明,采用四象限光电检测构建的激光目标伺服跟踪系统,能快速搜寻锁定目标,并实施激光指向干扰,在目标位置±20°移动变化时,系统跟踪误差约为0.1%,跟踪速度达到22.6°/s,实验结果为激光跟踪的实际应用提供一定参考价值。

基于水声传感的频移键控图像传输方法

针对水下信道多径传输影响特性,为解决水下传输对载波数据脉冲切换产生的拖尾交叠问题,提出一种改进型频移键控技术的图像传输方法。设计加入码元载波间隔保护机制的FSK数据帧结构以适应水下信号传输环境。通过对单色图像数据进行编码分帧与直接调制处理,利用水声换能器实现水下声波信号传输,有效提高了系统抗干扰和数据传输能力。经实验测试,当选定传输速率R b和载波持续时间τ时,可取相邻载波间的保护间隔不小于2τ,系统能进行稳定传输;恢复图像经灰度直方图仿真比对相似度达98.3%,基本实现零误码率还原。

2005—2019年金花茶自然保护区生态环境质量评价

生态评价对自然保护区的科学有效管理和可持续发展具有重要意义。本文基于空间分辨率为30 m的Landsat影像和时间分辨率为8 d的GLASS数据,采用由生态环境功能指数、生态环境稳定指数、生态环境胁迫指数加权构建的生态环境质量指数(EQI),对2005—2019年金花茶自然保护区的生态环境质量进行评价。结果表明,金花茶自然保护区生态环境质量整体良好;2005—2019年生态环境质量不断得到改善;生态环境质量等级为差和低的区域主要分布在保护区四周,所占比例自2014年逐年增加,这与周边居民人为活动密切相关。

四旋翼飞行器的工作原理与系统设计

四旋翼飞行器作为一种具有特殊结构的旋转翼无人飞行器,它具有体积小,能垂直起降,操作灵活,机动性强,易于控制等特点。论文着重介绍四旋翼无人飞行器的结构特点和姿态控制原理,给出了四旋翼飞行器系统设计方法,并对其控制算法结构进行了分析。

CATIA与点云融合的机翼微变形检测研究

飞机在日常飞行过程中机身和机翼表面通常会产生人眼无法直接识别的微小变形,并影响飞行的气动性能甚至影响飞机的飞行安全。将三维激光扫描技术应用于机器的微变形检测中,能够检测出机翼的毫米级微小变形。然而与常规激光点云处理软件Geomagic Studio相比,CATIA(Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application)能够实现对飞行器模型的模拟气动性和碰撞性检测,更能拓展点云数据的检测功能。文章通过实验对将激光点云数据与CATIA平台进行融合处理的过程和技术要点进行了探索和研究,形成了一套针对Geomagic Studio和CATIA平台点云数据融合处理的技术方案。通过对比分析,对Geomagic Studio和CATIA平台各自处理点云的技术优势进行了总结,结果表明CATIA相对于Geomagic Studio平台有更加精确的细部探测能力。

遥感信息质量提升的源端方法及其地学-光电参量关联物理基础

遥感信息质量提升是高分辨率遥感定量化发展的基础和追求目标.本文提出了一种从成像系统源端提升遥感信息质量的新方法,实现了地学-光电参量的相互转换,通过连续调整成像传感器光电参量使得地物观测影像误差最小化,即提升遥感信息质量.具体是通过外场定标实验获得的影像DN值,利用地物L的校正模型DN=kL+g,调整光电参量使得真实拟合系数k逼近1和偏差g逼近0,此时影像DN值接近地物真值L.进一步地,当k偏离1, g偏离0时,地物观测误差增大,仪器退化.然后根据光电参量分解方程可得到仪器退化的具体部件,得以跟踪仪器性能并进行改进.以此建立的地学-光电参量转换遥感成像载荷品质度量、研发新机制,建立地表参量与成像系统光电参量有效关联,从光电成像系统源头破解遥感成像误差难以等效度量的难题.理论和实验证明其有效可行.

高信息-背景反差比滤波特性的水、雪、植被偏振遥感探测

在光学遥感中,水的强烈镜面反射性和角度选择性使探测器饱和或反射率过低而难以提取有效信息,雪的强反射性和表面敏感性使传感器难以直接探测,植被指数在不同反射强度下的敏感性对经典植被监测方法的精度和有效性提出挑战。偏振手段可大大提高水、雪和植被的遥感识别能力。本文利用地物遥感偏振光效应的高信息—背景反差比滤波特性,解决光学遥感中水、雪的不可测量问题,以及破除植被强光反射条件下无法精细监测的瓶颈。本文从偏振高信息—背景反差比滤波特性理论出发,通过实验证明偏振手段可有效提升水的信息—背景反差比、剥离70%以上的太阳耀光,为强反射特性下的积雪遥感提供必要方法,并最高降低78%的植被监测误差。本文首次推导证明了偏振探测高信息—背景反差比滤波特性机理,在理论指导和实验深化引导下解决了光学遥感中水、雪因探测器饱和而无法测量的问题,并破除了强反射条件下植被无法精细监测的瓶颈。

基于动态极坐标参数化的遥感影像匹配方法

图像匹配作为三维重建至关重要的环节,其精度直接影响了平差优化、正射校正等模块的精度。对于城镇、农场等特征密集型区域,特征距离小,相似性强,易于匹配图像;而针对草地、沙漠等特征不明显区域,特征距离大,如果使用特征点匹配的方法,严格阈值下难以获得足够数量的匹配对,放宽阈值又将引入较多误匹配对,这也是导致稀疏点云不够均匀的原因之一。在此场景下,本文提出了基于动态极坐标参数化的无人机正视影像匹配算法,首先对图像做极坐标参数变化,采用动态策略解决极轴方向采样不均匀的问题,使用最小二乘法对得到的极坐标影像对做位移方向上的匹配,匹配后得到的旋转量和平移量,将该结果和SIFT算法的结果做比较。本文设计了2组实验,即参数已知的解算实验和参数未知的解算实验,且每组实验进行3次。在同等配置的计算机上,对两张7360像素×5400像素,32位的影像,本文方法的位姿解算时间相比SIFT的时间减少约57%,二者求得的位姿差通常小于1%。结论表明二者的结果在精度上表现相当,在时间上明显优于SIFT算法,具有实际的应用价值。