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基于YOLOv5的微小型无人机实时探测方法

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兵器装备工程学报 2022年第5期43卷 232-237页

作者：包文歧谢立强徐才华刘智荣朱敏陆军工程大学国防工程学院南京210007

无人机的广泛应用在给生产生活带来便利的同时,也对公共安全构成了威胁,这就需要对非法飞行的无人机进行探测和识别。然而,微小无人机因体积小运动灵活,使得传统的雷达、光电等探测手段难以应对。为此,提出了一种基于YOLOv5深度学习网... 详细信息

无人机的广泛应用在给生产生活带来便利的同时,也对公共安全构成了威胁,这就需要对非法飞行的无人机进行探测和识别。然而,微小无人机因体积小运动灵活,使得传统的雷达、光电等探测手段难以应对。为此,提出了一种基于YOLOv5深度学习网络框架的微小无人机实时探测方法。通过拍摄无人机飞行姿态构建实验数据集,并进行标注。随后利用数据集对YOLOv5网络模型进行训练,测试训练效果,通过数据集测试网络模型能达到94.2%的精确率、82.8%的召回率和93.5%的平均精度。最后,对模型在真实场景下进行测试,视频流帧速率为30 FPS条件下,可在30 m范围内准确识别出特征尺寸为200 mm以上的无人机,并具有较好的实时性。

关键词：目标检测 YOLOv5 微小型无人机实时探测深度学习

预制破片战斗部对微小型无人机防护靶毁伤效应研究

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兵器装备工程学报 2022年第S1期43卷 135-138页

作者：罗文敏齐圣辉彭安陈桂荣汪晓贤宜春先锋军工机械有限公司江西宜春336000

分析了微小型无人机防护靶,设计预制破片战斗部,对于预制破片的初速、防护模拟靶的极限穿透速度进行计算,在距爆心4 m处布置模拟靶标进行静爆威力试验,得出对无人机防护靶的毁伤效果。

关键词：微小型无人机预制破片毁伤效应

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微小型无人机飞控导航微系统设计与实现

导航与控制 2022年第3期21卷 123-132,77页

作者：冯笛恩龚静樊鹏辉杜明成夏林航天时代飞鸿技术有限公司北京100094

随着技术的发展,微小型无人机智能化水平逐步提高,这对机载设备的小型化、轻量化提出了更高的要求。提出了一种基于系统级封装(System in Package,SiP)与封装体叠层(Package on Package,PoP)技术的微小型无人机飞控导航微系统设计方法,... 详细信息

随着技术的发展,微小型无人机智能化水平逐步提高,这对机载设备的小型化、轻量化提出了更高的要求。提出了一种基于系统级封装(System in Package,SiP)与封装体叠层(Package on Package,PoP)技术的微小型无人机飞控导航微系统设计方法,通过以晶圆级处理、芯片堆叠、倒装焊等为核心技术的SiP集成方式以及以穿塑孔(Through Molding Via,TMV)方式为核心的PoP集成方式,将飞行控制器中的核心硬件部分缩小为原尺寸的20%,大幅减小了系统的尺寸、质量与集成复杂度。产品实现与飞行试验表明,该微系统不仅可以满足微小型无人机飞行控制的需求,还能够降低硬件系统的设计难度,提高飞行控制器的可靠性与无人机的安全性。

关键词：微系统飞控导航系统级封装封装体叠层微小型无人机

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微小型无人机失坠对人体头部损伤分析

医用生物力学 2020年第4期35卷 283-289页

作者：吴倩郭伟国胡雪垚西北工业大学航空学院西安710072

目的评估微小型无人机由于意外失控坠落对人体特别是头部造成的伤害。方法采用ABAQUS软件进行动力学数值仿真分析,将无人机简化成不同几何形状自由下落撞击人体头部,分析撞击对人体头部的损伤度。基于人体生物组织性能参数的检索与分析... 详细信息

目的评估微小型无人机由于意外失控坠落对人体特别是头部造成的伤害。方法采用ABAQUS软件进行动力学数值仿真分析,将无人机简化成不同几何形状自由下落撞击人体头部,分析撞击对人体头部的损伤度。基于人体生物组织性能参数的检索与分析,对人体头颈部通过质量-弹簧系统建模简化,头部则以实际头皮板质细节建模。结果质量为0.5 kg、下落高度为10 m时,圆盘形无人机简明损伤定级评分(abbreviated injury scale,AIS)为1.04,圆球形和锥形无人机AIS分别为1.95和2.48。若几何形状相同,随着质量和坠落高度的增加,头部冲击加速度和AIS均增加。无人机以不同角度撞击人体头部时,圆盘形无人机冲击加速度和AIS最小,损伤程度最小;圆球形和锥形无人机冲击加速度和AIS差别较小,但损伤度较大。结论微小型无人机失控坠落撞击时,无人机的坠落质量、高度及接触形状对人体头部的损伤度均有显著影响。

关键词：微小型无人机坠落撞击头部损伤

基于双目视觉和惯性器件的微小型无人机运动状态估计方法

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航空学报 2011年第12期32卷 2310-2317页

作者：李建李小民钱克昌周红新军械工程学院光学与电子工程系河北石家庄050003

针对微小型无人机(UAV)自主运动状态估计问题,提出了一种基于双目视觉和惯性器件的微小型无人机运动状态估计方法,运动状态估计系统由微惯性测量单元(MIMU)和2个摄像机组成。根据微惯性测量单元的输出更新无人机运动状态,同时由摄像机... 详细信息

针对微小型无人机(UAV)自主运动状态估计问题,提出了一种基于双目视觉和惯性器件的微小型无人机运动状态估计方法,运动状态估计系统由微惯性测量单元(MIMU)和2个摄像机组成。根据微惯性测量单元的输出更新无人机运动状态,同时由摄像机获得周围环境的图像序列,从序列图像中提取特征点,并对这些特征点进行匹配、跟踪,测量序列图像中特征点的成像位置,建立卡尔曼滤波器,通过观测特征点成像位置误差估计无人机运动状态误差和特征点距离误差,并由误差估计结果修正无人机运动状态和特征点位置。最后,通过仿真表明,在飞行高度为50m左右的情况下,使用分辨率为800像素×600像素、基线为0.6m的双目视觉系统,实现了特征点距离估计和无人机运动状态修正,对距离为150m左右的特征点,距离估计相对误差为3%左右,速度估计误差为1m/s左右,实现了在较大场景中,使用双目视觉和微惯性测量单元的微小型无人机自主运动状态估计。

关键词：微小型无人机双目视觉特征点微惯性测量单元运动状态估计

基于微小型无人机的遥感信息获取关键技术综述

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农业工程学报 2014年第18期30卷 1-12页

作者：汪沛罗锡文周志艳臧英胡炼华南农业大学工程学院广州510642 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642

近年来,基于微小型无人机的遥感信息获取技术广泛应用在农业领域。采用微小型无人机遥感信息平台获取农田作物信息,具有运行成本低、灵活性高以及获取数据实时快速等特点,是目前农田作物信息快速获取的主要方法之一,是精准农业发展的重... 详细信息

近年来,基于微小型无人机的遥感信息获取技术广泛应用在农业领域。采用微小型无人机遥感信息平台获取农田作物信息,具有运行成本低、灵活性高以及获取数据实时快速等特点,是目前农田作物信息快速获取的主要方法之一,是精准农业发展的重要方向。该文主要对微小型无人机遥感技术平台的发展、遥感信息获取技术、遥感图像的处理与解析、以及微小型无人机遥感平台应用在作物信息监测和生产管理等方面进行了深入剖析,强调了遥感信息获取与解析技术的重要性和存在的问题,受微小型无人机飞行稳定性和载荷量的限制,如何实时快速准确地调整机载遥感传感器的姿态使被测目标始终处于监测视野中,并实现图像信息的远距离获取与传输,以及如何处理和解析无人机遥感系统获取高质量的遥感图像是微小型无人机遥感技术能否被广泛应用在各研究领域的关键技术。最后,提出了增强无人机飞行控制系统的高稳定性、遥感图像的精确获取及数据的实时传输和高精度的图像后处理方法,对作物信息监测技术的发展和应用具有重大意义,是实现大面积精准农业生产管理决策的重要依据。

关键词：农业遥感图像处理微小型无人机作物监测

基于雷达–扫描器/惯性导航系统的微小型无人机室内组合导航

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控制理论与应用 2014年第5期31卷 607-613页

作者：孔天恒方舟李平浙江大学控制科学与工程学系浙江杭州310027 浙江大学航空航天学院浙江杭州310027

本文提出一种基于雷达–扫描器/惯性导航系统(radar-scanner/INS)的微小型无人机室内导航方法.为提高算法的实时性,采用基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的D&C同步定位与构图技术(SLAM)实现定位和构图;在更新状态值的扫描匹配过程中提出启发性... 详细信息

本文提出一种基于雷达–扫描器/惯性导航系统(radar-scanner/INS)的微小型无人机室内导航方法.为提高算法的实时性,采用基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的D&C同步定位与构图技术(SLAM)实现定位和构图;在更新状态值的扫描匹配过程中提出启发性逻辑来筛选激光雷达数据,以提高算法对无人机因姿态和高度变化而引起的轮廓地图波动的抗干扰性;在特征匹配的过程中选取合理的地图轮廓特征,并利用扫描匹配的结果和特征匹配的传递性提出了精度较高的引导配对,以提高特征配对在三维环境下的准确性;最后,将D&C SLAM与惯性导航系统进行基于EKF的组合滤波,给出无人机的全状态估计.通过与GPS/INS组合导航对比以及室内飞行验证,本文提出的方法能够满足无人机飞行控制对导航实时性和精度的要求.

关键词：微小型无人机同步定位与构图特征提取和匹配扫描匹配室内导航卡尔曼滤波

基于微小型无人机的双极化天线空频编码分集方法

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系统工程与电子技术 2019年第3期41卷 651-658页

作者：姜梁张庆普韩松娄岩峰哈尔滨工业大学管理学院黑龙江哈尔滨150001 北京航天无人机系统工程研究所北京100094 北京航天长峰股份有限公司北京100048

针对微小型无人机的特点,提出了采用双极化天线结合空频编码的多收发(multiple-input multipleoutput,MIMO)技术提高数据链抗衰落能力的方法。该方法在空域上借助双极化天线进行空域分集,在频域上利用正交频分复用(orthogonal frequency... 详细信息

针对微小型无人机的特点,提出了采用双极化天线结合空频编码的多收发(multiple-input multipleoutput,MIMO)技术提高数据链抗衰落能力的方法。该方法在空域上借助双极化天线进行空域分集,在频域上利用正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的多载波的频谱特点实现频域分集;同时给出了双极化全向天线的工程化设计方法。仿真结果表明,相比与单发单收(single-input single-output,SISO)的传统数据链体制,该方法可以有效地增强通信系统的抗多径能力,并且在高速条件下具有比空时分组编码(space time block code,STBC)更优越的分集效果,可以提高微小型无人机在低仰角下的抗衰落性能,在无人机的高速数据传输领域有着广阔的工程应用前景。

关键词：微小型无人机空频编码分集

一种微小型无人机带死区变增益PID自适应控制器的设计与实现

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自动化学报 2008年第6期34卷 716-721页

作者：陶冶房建成盛蔚北京航空航天大学第五研究室北京100083

针对一种常规布局的微小型无人机定点飞行任务中存在的传感器测量精度不高以及发动机振动引起的抖舵问题,设计了带死区变增益PID自适应控制器.文中给出了滚转、航向、俯仰以及位置反馈信号的融合算法,有效地实现了对定姿稳定控制以及定... 详细信息

针对一种常规布局的微小型无人机定点飞行任务中存在的传感器测量精度不高以及发动机振动引起的抖舵问题,设计了带死区变增益PID自适应控制器.文中给出了滚转、航向、俯仰以及位置反馈信号的融合算法,有效地实现了对定姿稳定控制以及定高、定航点的轨迹跟踪控制,并利用实验验证了纵向、滚转和航向三个通道的稳定性.实验结果表明,所设计的导航、控制系统能有效抑制不确定项的影响,且可获得良好的动态跟踪性能.

关键词：微小型无人机轨迹跟踪控制设计