无人海洋测绘技术体系构建

随着无人技术的快速发展,无人测绘的时代即将到来。本文分析了无人时代技术特征与海洋测绘发展机遇;讨论了无人海洋测绘新理念,构建了无人海洋测绘技术体系,论述了无人海洋测绘技术关键技术;展望了无人海洋测绘技术发展趋势,及其在海洋经济、海洋可持续发展中的应用前景。     

无人船在水下地形测量应用中的可靠性分析及工艺流程优化

随着科学技术的不断发展,人们对水下地形测量的精度需求越来越高.无人船搭载单波束测深仪通过集成计算机与测量设备实施水下地形测量,已逐渐成为内陆浅水区域水下测量的主要技术手段.本文通过与传统水下测量模式进行对比,分析GPS-RTK在无验潮模式下进行水下测量的原理及优势,并对其可靠性进行了验证,阐述了如何更加有效地将无人船测...     

动态水深环境下的无人艇路径规划

针对D* Lite算法存在路径转折点多、难以进行轨迹跟踪控制、没有顾及动态水深变化等不足,该文引入水深危险度,进行安全路径的选优,以提高所规划路径的安全性,并采用视线检查算法和懒惰更新改进D*Lite算法进行路径规划,提出了LT-D* Lite算法.该文采用电子海图水深叠加潮汐水位构建动态水深模型,同时建立水深危险度代价函数对最优安全节点进行选择,平衡路径的安全性.算法在拓展节点过程引入视线检查算法,将节点拓展方式从八邻域拓展为任意角度方式并使路径平滑,通过动态水深调整后的浅水区域进行路径调整.仿真实验表明,该文所提出的算法具有规划路径短且路径平滑的特点,同时可引导无人艇避开浅水深区域,显著降低路径危险度.     

利用BDS与无人船进行污染源分析及处理

在大数据的背景下,充分利用北斗卫星导航系统（BDS）的定位功能,以无人船作为用户端,在水质数据采集和污染源位置的问题中积极探索新的实践方案,迅速、准确地找到污染源,减少河流污染物污染的时间,且无人船上装有净化模块,在发现污染时可作简易处理。在无人船上安装水质分析仪,水质分析仪的传输模块中安装经给防水处理的北斗卫星定位芯片和WiFi数据传输器,进而对河流的污染物种类及浓度进行分析,并采用大数据的计算方法,计算出污染源位置,向云平台反映污染源位置分析结果与污染物处理方法。通过BDS,将数据按照位置区域划分,并将能到达污染源的最短路径发送到处理人的移动设备上。本文通过对基于BDS定位的水质污染监测可视化系统进行分析,以期迅速找出污染源,减少水质污染现象的发生。     

无人飞艇低空航测系统自动建模技术研究

探讨了基于无人飞艇载四组合宽角相机低空航测系统的城市三维自动建模技术,实现了一次飞行同时获取城市建筑物4个侧面和顶面的纹理图像,依据组合宽角影像自动提取建筑物高度信息和自动选择最佳纹理图像,基本达到了城市三维建模过程的自动化,大幅度提升了城市三维建模的效率,为智慧城市建设提供了一种全新的技术途径.     

过江隧道江底的变形监测

采用无人船进行过江隧道江底变形监测,能够在较短的时间测量水下地形,并绘制江底地形地貌、地状参数图等,提高了过江隧道监测的效率,减少了人员安全隐患。本文以杭州地铁8号线一期工程为背景,介绍了无人船在过江隧道江底变形监测中的研究和应用,建立了完整的技术流程,提出了江底地形监测的关键技术,得到了符合精度要求的钱塘江江底变形监测成果数据。整体效率优于传统测绘方式,可为无人船在水下地形地貌测绘、水下地质勘探、航道测量等领域应用提供理论和实践参考。     

低空无人飞艇航测相机稳定平台控制方法

针对低空无人飞艇航空遥感系统平台姿态稳定问题,以及现有稳定平台用于无人飞艇航测系统存在的困难,提出了基于轻小型低精度GNSS/IMU系统和PID算法的三轴稳定平台控制方法。该系统结合双GPS轻小型组合GNSS/IMU系统,采用分离相机和GNSS/IMU系统控制方式,采用PID控制方法,利用STM32控制芯片电路实现稳定平台的控制,解决无人飞艇航测系统相机姿态稳定问题。最后通过飞行试验验证了该系统的稳定性。试验结果表明,该方法能够满足相机系统的俯仰和翻滚角度及航偏角度控制的要求,能够有效隔离无人飞艇姿态的不稳定对成像系统的影响,对于提高无人飞艇航测系统成图精度有重要意义。     

无人潜航器在水电站引水隧洞质量检查中的应用

水工隧洞是水利枢纽的核心组成,担负着输水、发电、灌溉等重要任务。由于内部水流运行期呈现高流速、脉动性特点,往往造成表层混凝土开裂、剥蚀、渗漏等病害,若不及时监测维护,会严重影响隧洞正常的输水能力,并恶化后端机组工作状况。为了系统说明无人潜航器在引水隧洞质量检查中的应用,文章以锦屏二级水电站4#引水隧洞为例,从技术思路、检查方法、成果分析等方面系统梳理了无人潜航器检测的关键技术和病害识别方法,同时为工程后期隐患防治提供依据。     

基于扰动观测器的非奇异模糊滑模无人船编队控制

针对含有模型参数不确定性、外界干扰与抖振现象的无人船编队问题,提出了一种基于扰动观测器的非奇异模糊终端滑模编队控制方法。首先,将领航者–跟随者与人工势场法相结合,获得无人船的编队构型并保证无碰撞现象;其次,基于Lyapunov能量函数设计出模糊控制规则,消除了控制器中的抖振问题;进而,提出了一种扰动观测器来补偿未知动态和外界干扰,增强了系统的鲁棒性和稳定性。通过理论分析和仿真结果验证了所提控制方法的有效性。基于所设计的编队控制方法,无人船最终可形成期望的编队构型。     

结合速度障碍法的无人艇编队控制策略研究

在实际的工程运用中,领航者–跟随者算法无法解决无人艇在编队形成过程中的相互碰撞问题,往往需要提前确定编队初始状态,避免编队无人艇之间的相互碰撞。针对该缺陷,将速度障碍法引入领航者–跟随者算法,并将威胁评价引入速度障碍法中,以解决无人艇在编队过程中的相互碰撞问题。建立了无人艇的运动仿真平台,并对提出的无人艇编队控制策略进行了仿真试验。试验表明：该算法提高了编队控制的稳定性,降低了编队形成过程中的碰撞风险。