无人直升机面阵影像高精度对地定位

为提高无人机对地定位精度,必须对系统进行几何标定与补偿。首先进行了直接地理定位实验,检验系统在不经过任何标定时的直接地理定位精度;然后进行了自由网光束法平差实验,以验证无地面控制点时系统的定位精度;最后进行了POS辅助自检校光束法平差,对内方位元素变化、相机畸变、IMU安置角进行标定和补偿,并验证了系统误差补偿后的直接地理定位精度。实验结果表明,未经几何标定的无人直升机直接地理定位的精度可满足应急条件下测绘保障要求;少量地面控制点的辅助下定位精度远优于1∶500比例尺地形图测图的要求,可用于常规测绘生产;系统误差补偿后,直接地理定位精度有明显提升:平面精度提高46.37%,高程精度提高62.49%;系统误差标定和补偿方法正确、有效,无人直升机具有很好的测绘应用前景。     

无人水面航行器全局路径规划方法研究

针对无人水面航行器(unmanned surface vehicle,USV)的路径规划问题,提出了基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)和费马螺旋曲线(Fermat’s spiral,FS)的全局路径规划算法。首先,采用PSO全局路径规划算法,搜索航路点序列并将其顺序连接,以获得可行、最短且绝对安全的折线路径。其次,利用FS曲率可从零变化且连续的特点,设计FS光顺折线路径策略,使得所规划路径的方位和曲率均为连续函数,进而可应用于精确的路径跟踪等运动控制中。考虑到USV的机动性能限制,在FS过渡曲线设计中加入了最小回转半径约束。仿真结果表明,本文所提方法能够生成一条满足USV自身机动性能限制,且方位和曲率均为连续函数的可行光滑路径,从而能够使得USV实现真正意义上的完全自主航行。     

无人船系统应用于水库水样离岸采集——以棘洪滩水库为例

水库水质监测是水库水质评价的重要依据,通常需要现场采水样后带回实验室进行检测与分析。然而一些特殊情况下,例如库区无船、情况复杂等,只能获得沿岸水样,导致水质监测结果无法代表水库整体水质质量。本文针对水库的水样离岸采集,基于自研发的无人船系统,设计集成了采水泵,并利用无人船位点跟踪技术,实现了远距离定点遥控采水样功能。在青岛棘洪滩水库,利用该系统,设置了两个采样点(离岸50 m和离岸1300 m),并成功获取了水样。在实验室内,利用分光光度计、离子色谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等设备,完成了所采集水样的水质分析。实验结果表明,无人船应用于水库水样离岸采集具有可行性、实用性。     

无人船声学探测设备集成设计优化方法研究

常规海底探测任务多使用声学探测设备,按照预设测线航行作业,载体航行扰动和自噪声往往直接影响数据质量和作业效率。通过水动力仿真模拟和实船测试等技术手段研究无人船集成声学探测设备的方法,提出设计优化方案来指导无人船的设计与制造,最终实现实船所测数据满足95%置信区间小于0.25,达到IHO44特优级标准,充分证明提出的关于无人船声学探测设备集成设计方法的研究是可行的,具有推广和深入研究的意义。     

受扰土壤全量氮磷钾的光谱反演

选取无人为干扰区、人为干扰区共55个土壤样品测定全氮磷钾含量,结合实测光谱的微分变换建立预测模型,并筛选出不同人为干扰下最优模型。结果表明:人类活动造成土壤全氮磷钾含量降低,数据集中程度和分布状态均发生变化。无人为干扰区以二阶微分建立的全氮、全钾含量预测模型和全磷以对数的倒数一阶微分建立的模型建模集r^2均超过0.9,检验集相对分析误差(RPD)均大于2.0,预测效果最佳。人为干扰区以倒数一阶微分建立的全氮、全磷含量预测模型不仅RPD>2.0,而且r^2> 0.92,也达到极好水平。入选RPD> 2预测模型的敏感波段中,无人为干扰区均位于可见光近红外波段,而人为干扰区则在近红外波段。这为今后提高全氮磷钾含量预测精度提供了新视角。     

改进ICP算法的激光雷达点云配准

针对传统ICP算法在激光雷达目标点云配准中存在匹配时间长,以及受初值影响导致该算法应用在无人车SLAM技术中容易存在定位精度不高和稳健性较差的问题,本文提出了一种结合KD-tree算法的NDT-ICP算法。首先,通过Voxel Grid滤波对激光雷达获取的点云数据进行预处理,利用平面拟合参数的方法去除地面点云;然后,利用NDT算法进行点云粗匹配,缩短目标点云与待匹配点云距离;最后,通过KD-tree邻近搜索法提高对应点查找速度,并通过优化收敛阈值,完成ICP算法的精匹配。试验结果表明,本文提出的改进算法相比于NDT算法和ICP算法,在点云配准速度和精度上有明显提高,且在地图构建上精度和稳健性更好。     

无人值守GPS固定站远程数据下无系统的设计与实施

介绍了一种已经实际应用的无值守GPS固定站远程数据下载系统，针对无人值守、连续运行和远程传输的工作特点，充分讨论了设计上应考虑的关键技术和实际工作中产生的问题及解决办法。实际运行情况表明，该系统安全可靠，自动化程度高，对类似的远程数据传输问题也具有现现意义。     

无人自动站远程故障诊断与修复系统的研究与实现

根据无人自动站的实际应用,提出了一种无人自动站远程故障诊断和修复系统的架构,并通过运行参数采集系统、子站现场诊断中心、无线网络接入系统、中心站远程诊断中心、故障修复系统等五个方面论述并实现了无人自动站故障的远程诊断和修复.