第一视角飞行模式设计与无人机着陆试验研究

设计了一种第一视角飞行模式,同时观察图像与导航数据来控制无人机飞行并实现着陆.第一视角飞行是一种基于无人机上加装无线图像传输设备,在地面看屏幕操控无人机的操作模式.无人机操纵员通过观察前视探测器拍摄的图像和导航数据控制遥控器,地面控制站捕捉遥控器的输出信号并把该信号通过数据链传至机载飞控系统,从而实现对无人机的控制.该飞行模式的实现,提高了无人机飞行的机动性,突破了小型无人机只能在本场着陆的限制,使无人机可以在远离本场情况下安全着陆.     

无人机地面控制站通用化软件架构

通用化是无人机地面控制站的重要发展趋势.开展通用化软件架构研究,对于实现无人机地面控制站通用化至关重要.以指挥控制软件为例,结合其操作流程和功能,分析了通用化软件架构设计需求,提出了软件架构设计的流程和原则,给出了通用化软件架构设计的具体实现.     

无人机地面控制站 应急电源逆变控制系统设计

为了给地面控制站提供安全可靠的应急电源,文章主要根据由DSP数字技术+脉宽调制SPWM驱动+IGBT+隔离滤波为一体化设计发展起来的一个新型UPS电源系统,并对逆变控制系统进行了硬件和软件设计。通过对控制系统的仿真验证,得出所需的稳定的三相交流电,说明该电源逆变控制系统可以为无人机地面控制站提供安全可靠的应急电源。     

基于Labview虚拟仪器技术的无人机综合检测系统

基于Labview虚拟仪器开发的无人机综合检测系统,通过与飞控计算机、传感器等组成一个闭环系统,在地面测试验证过程中将能够实现快速数据采集和存储、信号模拟注入和故障注入、数据在线显示、数据回显等功能。其测试设备可以帮助试验人员准确、方便、完整地完成无人机系统的地面测试任务,从而保证无人机系统的功能完备性和可靠性,该综合测试系统已应用于某型无人机上。     

基于UML的无人机飞控系统建模

针对无人机飞控系统功能及其复杂而又难以比较全面的描述,提出利用面向对象统一建模语言UML对飞控系统进行建模,可直观地描述飞控系统,并可以从不同角度较全面地描述飞控系统。首先简要介绍了飞控系统的原理和功能,在此基础上,利用UML例图、类图、协作图、顺序图、活动图,分别从整体、静态、动态角度描述了飞控系统。使用这种方法对飞控系统建模可应用在无人机系统仿真建模中,对无人机系统仿真建模具有积极的研究意义。     

基于 LSTM的飞控系统状态监控

监测飞控系统状态参数是保证无人机飞行安全的重要手段。针对无人机飞控系统的组成特点和飞行控制律,设计并构建了基于长短期记忆网络(Long Short Term Memory Network,LSTM)的飞控系统状态监控模型。首先,利用无人机历史飞参数据训练模型,建立输入飞参数据与状态参数的回归映射关系;然后,利用训练好的网络模型,实时预测飞控系统的状态参数,通过对比实测值与预测值之间的差异,实现飞控系统的状态监控。选取无人机飞参数据进行实验,基于 LSTM的算法比反向传播神经网络(BPNN)、支持向量机(SVM)预测精度高,MSE平均值分别低 0.01和 0.26,MAE平均值分别低 0.05和 0.12。结果表明,所提出的方法能够有效监控飞控系统,为无人机飞行管理决策提供数据支持。     

无人机网络中数控分离的安全传输机制

数据和飞控指令的安全性是无人机网络安全性的一个重要方面。针对现有的无人机网络安全机制中的不足，本文提出了一种数控分离的安全传输机制。针对无人机向地面站发送的数据采用基于高级加密标准的计数器和密文分组链接消息认证码（AES-CCM）认证加密机制的数据安全传输协议，保证数据的机密性和完整性，针对地面站向无人机发送的飞控指令设计了基于一次签名的飞控广播认证协议，保证飞控指令的完整性。通过安全性分析，证明所提出的方案能够保护数据的机密性和完整性，以及飞控指令的完整性。最后，通过仿真试验分析了所提出方案的性能，结果表明，所提出的数据安全传输协议发送100B和1KB的消息时，平均每个消息的认证加密时间和解密验证时间均不超过1ms；所提出的飞控广播认证协议在使用不同的哈希函数时，对1MB的飞控指令生成签名和验证签名的时间为1～2.7ms，在实际应用中具有高效性。     

无人机飞控软件测试方法研究

飞控软件是无人机飞行控制系统的控制神经中枢,对无人机飞控软件进行有效的测试是保证飞控系统质量的重要手段.根据某型无人机飞控软件及其开发特点,提出一种与软件开发过程同步的、基于多个测试环境的软件测试模型,重点阐述该模型涉及的单元和配置项测试方法.测试结果表明,提出的测试模型,测试工作能有效地发现无人机飞控软件在不同开发阶段引入的不同类型的软件缺陷,有效地保障了无人机飞控软件的安全性、可靠性和质量.     

电传飞控系统供电保护方法

针对电传飞控系统上电开关的有无所带来的问题,提出了一种优化的供电保护策略。分析了具有上电开关的电传飞控供电方案的缺点,讨论了基于心理惯性思维的解决方案,基于TRIZ创新思维方法针对取消上电开关所引起的技术矛盾进行了分析,将电传飞控系统用电分为地面与机上两个层次的实施方案。分析表明,所提出的供电保护方案能够大大降低地勤的工作负担、提高系统的可靠性及工作的安全性。     

2014版《世界无人系统大全》主要内容

<正>(1)涉及军用无人机型号多达583种(含靶机),新增近100种民用无人机型号;(2)增补导航控制、数据链、任务载荷以及武器装备等内容。新版《世界无人系统大全》将无人机任务载荷(共约120种)、数据链和地面控制站(共约74种)以及导弹武器(共约39种)收录其中;(3)新增无人地面系统、无人海上系统。无人地面设备、无人潜航器、水雷等约300种无人系统也编入新版《世界无人系统大全》;     

“捕食者”系列无人机和地面控制系统

经过多年的发展，“捕食者”系列无人机已经成为了美军反恐战争的主战装备，美国空军正计划为其采购操作界面更为友好的地面控制系统，以改善美国空军装备的“捕食者”系列（MQ-1“捕食者”、MQ-9“收割者”）无人机的使用安全性。雷神公司和通用原子公司都在全力以赴竞标新一代的地面控制系统。     

无人机地面站人机工效综合评价研究

无人机地面站发展日趋综合复杂,为了减轻地面站操作员工作负荷,避免飞行事故发生,保证高效、安全地完成飞行任务,开展无人机地面站人机工效评价方法研究十分重要.分析无人机地面站人机工效评价特点;借鉴有人驾驶飞机人机工效评价力法,利用德尔菲法,明确无人机地面站人机工效综合评价的评价指标,提出地面站人机工效评价专家调查表的构架及其内容;并探索无人机地面站人机工效评价方法.实例研究表明：本文提出的评价指标和方法可以满足无人机地面站人机工效评价需求,可为无人机地面站人机工效评价提供一定借鉴.     

基于人机工程学的无人机地面站人机接口设计

本文分析了无人机系统自身特点对无人机操作员的影响,提出基于人机工程学的设计原则以优化无人机地面站人机接口设计。     

无人机地面站图像预处理系统的设计与应用

为了实现无人机侦察图像的图形字符叠加和预处理,设计了与系统主计算机松耦合的图像处理系统,系统基于DSP技术,通过串行接口控制叠加信息的内容和位置以及滤波增强算法切换,系统封装于独立外置的IU机箱中,有效减小了其与主控制计算机间的相互干扰。对系统组成原理和软硬件实现进行了详细介绍,实验结果表明,系统实现满足性能指标要求,滤波增强功能高效实时,其设计思想对同类型系统具有一定借鉴意义。     

无人机机载作动系统技术发展现状

首先介绍了高性能无人机机载作动系统组成,国内外应用现状和技术发展趋势,在此基础上分析了多余度电传飞行和作动系统所涉及的关键技术,最后给出研发该类系统的初步思路。     

变形无人机地面站一体化设计方法

针对具有半双工数据链变形无人机地面操控困难的问题,提出一种Windows平台下供外场使用的便携式变形无人机地面站一体化设计方法。采用虚拟技术、地理信息技术、消息与内存共享机制,实现了变形无人机数据链从物理半双工到虚拟全双工的转换,完成了便携式变形无人机地面站的工程化。经外场试飞验证,该地面站在虚拟全双工模式下数据指令最短发送周期能够达到20ms,其性能已经达到物理全双工系统的指标,为今后研制开发低成本、小型化的无人机一体化地面站提供了技术支撑。     

对海作战无人机指挥控制系统发展综述

首先对国外无人机指挥控制系统的发展现状、趋势进行了分析,引出我国对海作战无人机指挥控制系统产品谱系、技术领域发展路线的研究需求,还分析了我国对海作战无人机的作战需求和部署模式,得出不同形态控制站的发展思路和技术路线,同时结合美军无人机指挥控制系统核心能力发展情况,提出我国对海作战无人机指挥控制系统重点技术发展规划,为我国对海作战先进无人机指挥控制装备的研发进行探索。     

某型无人机滑跑起降纠偏控制改进分析

地面滑跑起降是轮式无人机飞行过程中的一个重要阶段,研究地面滑跑起降阶段的动力学特性对于无人机抗侧风特性摸底和纠偏控制律设计优化具有重要意义。基于轮胎侧向力模型、弹性轮胎和刚性机体假设,在 Matlab 平台建立地面滑跑阶段全量非线性模型和纠偏控制模型,综合分析发动机扭矩与侧风等工况下滑跑起飞和着陆过程中的响应特性,并对比分析两种不同纠偏控制模型下的纠偏性能和抗侧风特性。结果表明：该仿真模型能够反映无人机滑跑起降阶段的动力学特性,改进后的纠偏控制模型能够大幅缩短滑跑起飞距离,并且可以较好地实现纠偏控制。     

起落架四点布局无人机地面运动研究

以起落架四点布局无人机为研究对象,在考虑摩擦力、侧向力和角速率等各种因素的情况下,全面分析研究了四轮无人机地面滑跑时的运动特点和受力情况,建立了四轮无人机地面运动的动力学方程和运动学方程。在此基础上,对全量非线性模型进行了起飞、着陆时地面滑跑情况的仿真,仿真结果表明了系统模型的正确性。