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仅使用距离量测的多无人机协同环绕未知目标

航空学报 2024年第13期45卷 335-355页

作者：黄山吕永玺朱奇李珂澄史静平西北工业大学自动化学院西安710129 陕西省飞行控制与仿真技术重点实验室西安710129

针对全球定位系统(GPS)拒止环境下多架无人机(UAV)对未知目标的协同环绕导航控制问题,提出了一种仅使用距离量测的分布式控制器。与现有的多数算法不同,该控制器不需要无人机及目标的位置信息。首先假设实际距离和距离变化率可用的情况... 详细信息

针对全球定位系统(GPS)拒止环境下多架无人机(UAV)对未知目标的协同环绕导航控制问题,提出了一种仅使用距离量测的分布式控制器。与现有的多数算法不同,该控制器不需要无人机及目标的位置信息。首先假设实际距离和距离变化率可用的情况下,设计了一种制导控制器驱动单架无人机环绕目标运动。其次利用二阶滑模观测器在有限时间内完成距离变化率的估计来代替实际距离变化率。观测器的设计使用实际距离量测信息,使得无人机仅利用距离量测即可完成环绕任务。然后在距离环绕控制器的基础上,利用有限时间观测器和距离量测信息完成相对位置估计,进而设计速度协调算法来实现多架无人机对目标的均匀环绕。最后,通过数字仿真和半实物(HIL)仿真验证了方法的有效性。

关键词：多无人机距离量测有限时间滑模观测器相对位置估计均匀环绕

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基于多传感器信息融合的目标跟踪与防撞决策

控制理论与应用 2005年第1期22卷 127-133页

作者：廖传锦黄席樾柴毅重庆大学自动化学院导航制导实验室重庆400044

为了实现汽车主动安全系统中的目标跟踪与防撞,提出了混合式汽车防撞系统信息融合结构模型,采用分级信息融合实现目标跟踪,推导出了基于跟踪残留误差和预测残留误差共同校正的融合算法,并给出了算法的实现结构.在此基础之上,利用模糊积... 详细信息

为了实现汽车主动安全系统中的目标跟踪与防撞,提出了混合式汽车防撞系统信息融合结构模型,采用分级信息融合实现目标跟踪,推导出了基于跟踪残留误差和预测残留误差共同校正的融合算法,并给出了算法的实现结构.在此基础之上,利用模糊积分方法融合多种相关信息,确定了汽车应采用的安全运行模式,实现了主动安全防撞决策.大量实验表明,该算法具有很好的稳定性和准确率.

关键词：汽车防撞信息融合目标跟踪

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基于机器视觉的车道检测与二维重建方法

仪器仪表学报 2007年第7期28卷 1205-1210页

作者：陈勇黄席樾唐高友刘俊重庆大学自动化学院导航制导实验室重庆400030

本文提出了一种基于机器视觉的车道检测与重建方法。采用链码算法检测分道线,用链码来记录车道线轮廓信息,再基于曲率模型的卡尔曼递推估计方法来估计当前的车道线位置,同时用来预测和检测下一时刻的车道线位置,并建立了车道数学模型。... 详细信息

本文提出了一种基于机器视觉的车道检测与重建方法。采用链码算法检测分道线,用链码来记录车道线轮廓信息,再基于曲率模型的卡尔曼递推估计方法来估计当前的车道线位置,同时用来预测和检测下一时刻的车道线位置,并建立了车道数学模型。通过MATLAB仿真论证了该数学模型能准确地计算出真实车道的位置、弯度、形状等信息。但由于该数学模型计算较为繁琐,实时性不强,很难得到广泛应用。最后在该模型的基础上,通过计算相邻两段分道线的斜率差,简化算法,并对车道进行二维重建。实验结果表明,该方法能有效、快速地检测和重建车道,具有很好的可靠性和准确性。

关键词：机器视觉车道链码检测二维重建

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均值漂移算法中的目标模型更新方法研究

自动化学报 2009年第5期35卷 478-483页

作者：沈志熙杨欣黄席樾重庆大学自动化学院导航制导实验室重庆400030

均值漂移(Meanshift)是一种鲁棒的快速模式匹配算法,但该算法框架下现有的整体模型更新策略不足以对场景中目标外观变化、遮挡等情况进行有效处理.为此,本文提出了一种Meanshift框架下的选择性子模型更新策略,将特征模型中的每个分量作... 详细信息

均值漂移(Meanshift)是一种鲁棒的快速模式匹配算法,但该算法框架下现有的整体模型更新策略不足以对场景中目标外观变化、遮挡等情况进行有效处理.为此,本文提出了一种Meanshift框架下的选择性子模型更新策略,将特征模型中的每个分量作为单独个体,基于每个分量的匹配贡献度,分别选择当前帧中需要更新的子模型分量及其更新权值.实验结果表明本文算法具有比整体模型更新策略更好的跟踪鲁棒性.

关键词：目标跟踪均值漂移目标模型选择性子模型更新

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一种地外天体着陆凸轨迹曲率滑模制导方法

宇航学报 2024年第4期45卷 571-579页

作者：杨贺朱圣英龙嘉腾徐瑞北京理工大学宇航学院北京100081 深空自主导航与控制工业和信息化部重点实验室北京100081

针对复杂地外天体表面安全着陆问题,提出了凸轨迹曲率滑模制导方法。该方法考虑着陆轨迹形状对着陆安全性的影响,将曲率约束引入到滑模面设计中,实现着陆器系统状态位于滑模面上时,轨迹形状为凸。首先,针对曲率约束进行等效转化和松弛,... 详细信息

针对复杂地外天体表面安全着陆问题,提出了凸轨迹曲率滑模制导方法。该方法考虑着陆轨迹形状对着陆安全性的影响,将曲率约束引入到滑模面设计中,实现着陆器系统状态位于滑模面上时,轨迹形状为凸。首先,针对曲率约束进行等效转化和松弛,提出了曲率松弛项,并利用曲率松弛项设计了曲率滑模面,满足三维凸轨迹条件。其次,推导了曲率滑模反馈制导律,滑模状态可在有限时间内收敛到零,在该制导律作用下,着陆器将以凸轨迹状态完成精准软着陆。最后,通过蒙特卡洛仿真验证了所提算法的有效性和鲁棒性。

关键词：地外天体着陆动力下降曲率滑模凸轨迹约束

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复杂内河背景下天水线的提取

光电子．激光 2008年第8期19卷 1132-1136页

作者：刘俊黄席樾何乃甩黄瀚敏重庆大学自动化学院导航制导实验室重庆400044

提出了一种在复杂内河背景下进行天水线提取的方法。该方法包括5个步骤:(1)利用均方误差(MSE)对原始图像进行评价;(2)根据步骤1的评价结果确定是否对图像进行预处理;(3)对经过步骤2处理的图像,分别利用算法1提取天水线得到天水线1,利用... 详细信息

提出了一种在复杂内河背景下进行天水线提取的方法。该方法包括5个步骤:(1)利用均方误差(MSE)对原始图像进行评价;(2)根据步骤1的评价结果确定是否对图像进行预处理;(3)对经过步骤2处理的图像,分别利用算法1提取天水线得到天水线1,利用算法2提取天水线得到天水线2。算法1主要步骤有迭代阈值分割、Roberts梯度算子边缘检测、细化、Hough变换;算法2主要步骤有Roberts梯度算子边缘检测及二值化、细化、利用Hough变换;(4)把天水线1和天水线2中最靠近图像下端的那一条直线作为最终的天水线;(5)对最终提取的天水线进行主观定量评价,并使用证据理论进行可信度判断。实验结果表明,该方法适应性好,定位精度高,实时性和可靠性好。

关键词：天水线提取复杂内河背景红外图像实时处理

大长径比远程制导火箭弹自适应Super-twisting控制方法

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中国惯性技术学报 2024年第2期32卷 196-204,212页

作者：范军芳闫华杰纪毅唐文桃赵国宁北京信息科技大学自动化学院北京100192 高动态导航技术北京市重点实验室北京100192 北京自动控制研究所北京100074

针对具有轻质薄壳结构的大长径比远程制导火箭弹刚体-弹性体耦合动力学控制难题,提出了一种自适应Super-twisting控制方法。首先,将大长径比远程制导火箭弹的弹性模态与外部干扰项视为归一化扰动,建立了考虑参数、模型不确定性的刚体-... 详细信息

针对具有轻质薄壳结构的大长径比远程制导火箭弹刚体-弹性体耦合动力学控制难题,提出了一种自适应Super-twisting控制方法。首先,将大长径比远程制导火箭弹的弹性模态与外部干扰项视为归一化扰动,建立了考虑参数、模型不确定性的刚体-弹性体耦合动力学模型。针对外部扰动难以实时精准获取的问题,设计了有限时间收敛干扰观测器,能够在大范围气动参数摄动情形下对远程制导火箭弹外部扰动进行实时精准估计。为提高系统鲁棒性,设计了基于Super-twisting算法的自适应有限时间控制方法,使系统能根据状态误差自动调节控制参数,在削弱高频抖振的同时有效提高抗干扰能力。仿真结果表明:所提控制方法在弹体±15%气动参数摄动的条件下,由平飞状态转变为跟踪幅值为10的正弦弹道倾角指令时,实现3.2 s内弹道倾角跟踪误差收敛至0.002°,可实现远程制导火箭弹姿态平稳跟踪控制弹道倾角指令。

关键词：远程制导火箭弹弹性效应自适应Super-twisting 有限时间收敛扰动观测器

异构图像融合算法及其在电力设施检测中的应用研究

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发电技术 2024年第3期45卷 558-565页

作者：贾梦涵刘刚徐世杰吴双应上海电力大学自动化工程学院上海市杨浦区200090 重庆大学能源与动力工程学院重庆市沙坪坝区400044

【目的】电力设施的及时、准确检测对保障能源供应的可靠性至关重要,而单一传感器在电力设施检测中存在一定的局限性,为此,提出了一种基于显著性检测的多尺度特征异构图像融合算法。【方法】采用边缘制导网络从红外图像中提取显著目标,... 详细信息

【目的】电力设施的及时、准确检测对保障能源供应的可靠性至关重要,而单一传感器在电力设施检测中存在一定的局限性,为此,提出了一种基于显著性检测的多尺度特征异构图像融合算法。【方法】采用边缘制导网络从红外图像中提取显著目标,生成显著目标掩模;在每个区域建立特定的损失函数,结合显著目标掩模引导网络进行特征提取;基于特征层次的定向异构融合方法,将不同尺度的深度特征进行定向结合,最大限度地减少信息丢失。【结果】在TNO数据集上进行的主观与客观实验表明,该算法在大多数评估指标上优于其他方法,验证了其在电力设施检测领域应用的有效性。【结论】该算法有效解决了检测率较低和信息丢失的问题,使电力设施的检测更全面准确,对提高电力设备故障检测的准确度和诊断效率具有重要意义。

关键词：电力设施检测异构图像融合目标检测深度学习

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汽车智能辅助驾驶系统中的单目视觉导航技术

机器人 2003年第4期25卷 289-295页

作者：周欣黄席樾樊友平刘涛重庆大学自动化学院导航制导研究室重庆400044

在智能交通系统中 ,自动驾驶系统或许是最难于实现的技术之一 .许多学者努力想找到解决自动驾驶这个难题的方法 .本文介绍了一种新的思想和一些新的算法 ,它立足于单目视觉技术来实现车道保持和进行障碍物检测 ,进而力图解决视觉导航问... 详细信息

在智能交通系统中 ,自动驾驶系统或许是最难于实现的技术之一 .许多学者努力想找到解决自动驾驶这个难题的方法 .本文介绍了一种新的思想和一些新的算法 ,它立足于单目视觉技术来实现车道保持和进行障碍物检测 ,进而力图解决视觉导航问题 .首先运用多阈值分割技术提取高速公路上当前车道的分道线 ,接着对分道线建立了圆锥曲线模型进行二维重建 .在道路模型的约束下 ,笔者提出方向分形维的算法确定前方车辆的位置 ,进而运用旋转 ,平移和缩放中心不变矩 (RTM)判断其真伪 ,最后采用有色噪声的卡尔曼滤波对真实障碍物进行跟踪 .本系统不但能根据分道线模型获得保持车道所需的方向信息 ,也能检测本车道前方障碍物而防止碰撞 .系统在四川和重庆的高速公路上以每小时 10 0公里的速度进行了试验 ,能圆满完成车道保持和障碍物检测的任务 .

关键词：多阈值分割圆锥曲线模型方向分形维 RTM 卡尔曼滤波