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小天体自主附着技术研究进展 被引量:26
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作者 崔平远 袁旭 +1 位作者 朱圣英 乔栋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期759-767,共9页
基于国际上已实施的小天体探测任务和未来小天体附着探测技术的发展趋势,阐述了小天体自主附着的必要性及关键技术。首先回顾了已成功实施的小天体探测任务的特点,进而总结了小天体自主附着的难点问题,概括分析了小天体自主附着所涉及... 基于国际上已实施的小天体探测任务和未来小天体附着探测技术的发展趋势,阐述了小天体自主附着的必要性及关键技术。首先回顾了已成功实施的小天体探测任务的特点,进而总结了小天体自主附着的难点问题,概括分析了小天体自主附着所涉及的关键技术及其研究进展,最后对未来小天体自主附着技术的研究热点和发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 小天体 自主附着 自主导航 制导与控制 安全策略
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视觉技术辅助的无人机自主着陆组合导航研究 被引量:17
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作者 蔡鸣 孙秀霞 +2 位作者 徐嵩 刘希 刘日 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期343-350,共8页
为提高无人机自主着陆过程中导航系统的自主性与精确性,设计了一种视觉辅助惯导组合导航方法。该方法以惯导误差方程为过程方程,以着陆过程中单目摄像机2个时刻所得地面特征点投影之间的双视图几何约束为量测方程,构建了非线性滤波器;利... 为提高无人机自主着陆过程中导航系统的自主性与精确性,设计了一种视觉辅助惯导组合导航方法。该方法以惯导误差方程为过程方程,以着陆过程中单目摄像机2个时刻所得地面特征点投影之间的双视图几何约束为量测方程,构建了非线性滤波器;利用SR-UKF方法实现了惯导误差估计,提高算法效率的同时有效地避免了UKF中由于矩阵开方运算导致的滤波失效;最后根据估计结果校正了惯导导航数据。仿真结果表明:该方法能够提高导航系统精度,使误差降低到惯导系统的8%左右。 展开更多
关键词 机器视觉 视觉导航 自主着陆 组合导航 SR-UKF
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惯导融合特征匹配的小天体着陆导航算法 被引量:10
3
作者 邵巍 常晓华 +1 位作者 崔平远 崔祜涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1748-1755,共8页
针对探测器着陆小天体的过程提出了一种基于特征匹配结合惯导信息的探测器自主着陆导航算法。采用PCA-SIFT算法提取绕飞段拍摄小天体图像的特征点,建立特征点数据库,在下降段初期利用特征匹配算法,结合小天体三维模型确定探测器在小天... 针对探测器着陆小天体的过程提出了一种基于特征匹配结合惯导信息的探测器自主着陆导航算法。采用PCA-SIFT算法提取绕飞段拍摄小天体图像的特征点,建立特征点数据库,在下降段初期利用特征匹配算法,结合小天体三维模型确定探测器在小天体固连坐标系中的位置。着陆末端,利用拼接图像作为虚拟导航地图,并选择合适的导航特征点,采用光学/惯性的组合导航方式估计探测器相对着陆点坐标系的6自由度位姿。通过仿真分析了导航的精度及误差影响,验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 自主着陆导航 PCA-SIFT 小天体探测 特征点匹配 信息融合
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基于线特征的无人机自主着陆惯性/视觉导航方法 被引量:9
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作者 李洪 王大元 +1 位作者 明丽 童栎 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期437-442,共6页
卫星拒止条件下无人机与着陆场站之间的相对位置与姿态测量技术是无人机安全回收、重复使用的关键。惯性/视觉导航方法综合了惯性导航、视觉测量的优势,同时克服了惯性误差发散,视觉测量盲区等问题。针对无人机着陆过程中点特征提取精... 卫星拒止条件下无人机与着陆场站之间的相对位置与姿态测量技术是无人机安全回收、重复使用的关键。惯性/视觉导航方法综合了惯性导航、视觉测量的优势,同时克服了惯性误差发散,视觉测量盲区等问题。针对无人机着陆过程中点特征提取精度易受天气、飞行距离和高度等因素影响的问题,提出了一种基于线特征的无人机自主着陆惯性/视觉导航方法。通过识别机场跑道左右边线与中线,计算由这三条平行线确定的消隐点及消隐线方程,建立基于线特征的视觉相对测量模型,通过坐标系间的转换关系解算无人机在机场坐标系下的位姿,并与惯性导航结果进行数据融合,引导无人机安全着陆。经机载飞行试验验证,所提方法中无人机着陆垂向精度可达10 m,侧向精度达5 m,结果表明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 自主着陆 惯性/视觉导航 线特征
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A software platform for vision-based UAV autonomous landing guidance based on markers estimation 被引量:7
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作者 XU XiaoBin WANG Zhao DENG YiMin 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第10期1825-1836,共12页
The paper concentrated on descripting the methods of UAV autonomous landing on moving target. GPS navigation and visionbased navigation were employed during different stage of autonomous landing in the simulation envi... The paper concentrated on descripting the methods of UAV autonomous landing on moving target. GPS navigation and visionbased navigation were employed during different stage of autonomous landing in the simulation environment and virtual reality.Uncertain markers estimation is the main step for UAV autonomous landing. It contains the convex hull transformation,interference preclusion, ellipse fitting and specific feature matching. Furthermore, the complete visual measurement program and guidance strategy were proposed in this paper. Considerable comprehensive experiments indicated the significance and feasibility of method of vision-based UAV autonomous landing on moving target. 展开更多
关键词 autonomous LANDING moving target VISION-BASED navigation GUIDANCE MARKERS ESTIMATION
原文传递
基于模糊控制的无人机集群视觉着降 被引量:6
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作者 吴贤宁 李哲 +3 位作者 梁晓龙 张佳强 任宝祥 尹逢川 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2021年第4期2-8,共7页
在基于视觉导航的自主着降过程中,旋翼无人机受到自身机械振动和复合风场环境等因素的干扰,降落精度低、速度慢,影响集群回收的安全性。针对这一问题,提出一种基于模糊控制和视觉导航的集群自主着降算法。首先无人机集群飞至降落区域后... 在基于视觉导航的自主着降过程中,旋翼无人机受到自身机械振动和复合风场环境等因素的干扰,降落精度低、速度慢,影响集群回收的安全性。针对这一问题,提出一种基于模糊控制和视觉导航的集群自主着降算法。首先无人机集群飞至降落区域后,无人机通过目标检测算法找到自身对应的降落标识,再利用像素距离解算出无人机与对应降落标识间的实际水平距离,然后通过模糊化、模糊推理、去模糊化得到无人机精准对准降落点的控制指令,最终实现集群精准着降。仿真实验与实际飞行实验结果表明,该算法具有更高的鲁棒性,可有效提升无人机集群着降的速度。 展开更多
关键词 无人机集群 自主着降 视觉导航 模糊控制
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飞行载体自主着陆导航技术的现状与趋势 被引量:3
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作者 李丰阳 贾学东 董明 《导航定位学报》 CSCD 2017年第2期7-13,共7页
为了进一步研究飞行载体着陆导航系统的建设,首先论述自主着陆的概念及意义,并回顾卫星导航和视觉测量2种基于单一导航手段的自主着陆研究进展,然后重点分析飞行载体自主着陆的多源导航信息融合发展现状,最后归纳出飞行载体自主着陆导... 为了进一步研究飞行载体着陆导航系统的建设,首先论述自主着陆的概念及意义,并回顾卫星导航和视觉测量2种基于单一导航手段的自主着陆研究进展,然后重点分析飞行载体自主着陆的多源导航信息融合发展现状,最后归纳出飞行载体自主着陆导航技术的发展趋势。研究结果可为多源导航信息融合在自主着陆系统中的应用提供参考。 展开更多
关键词 自主着陆 视觉导航 惯性导航 组合导航 多源信息融合
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基于视觉的无人机自主着陆研究综述 被引量:2
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作者 钟春来 杨洋 +1 位作者 曹立佳 王喆 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2023年第5期104-114,共11页
无人机被广泛应用于抢险救灾,自主着陆是无人机应用中的关键技术之一。由于精度和干扰的影响,传统的导航技术如GPS和INS往往不能满足着陆阶段的导航要求。基于视觉的自主着陆系统具有自主性强、成本低、功耗低、抗干扰能力强等优点,适... 无人机被广泛应用于抢险救灾,自主着陆是无人机应用中的关键技术之一。由于精度和干扰的影响,传统的导航技术如GPS和INS往往不能满足着陆阶段的导航要求。基于视觉的自主着陆系统具有自主性强、成本低、功耗低、抗干扰能力强等优点,适合应用于无人机自主着陆阶段的导航。本文总结了当前基于视觉的无人机自主着陆领域的研究成果,按相机安装位置和着陆平台类型进行梳理,对其中的关键技术进行了比较和分析,并指出了未来的发展趋势。 展开更多
关键词 无人机 自主着陆 计算机视觉 标识检测 导航
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无人飞行器自主着陆组合导航系统关键技术研究 被引量:3
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作者 黄安琪 黄佳琦 《电子科学技术》 2015年第2期186-189,共4页
自主着陆是无人机导航控制中的关键技术,通过分析惯性导航和卫星导航的特点,提出了一种基于视觉技术的无人机自主着陆方案,该方案基于视觉伺服的SINS/GNSS和地磁的组合导航技术以及人工地标技术,同时增加高度计装置,可实现无人机在复杂... 自主着陆是无人机导航控制中的关键技术,通过分析惯性导航和卫星导航的特点,提出了一种基于视觉技术的无人机自主着陆方案,该方案基于视觉伺服的SINS/GNSS和地磁的组合导航技术以及人工地标技术,同时增加高度计装置,可实现无人机在复杂环境系的自主着陆,提高了无人机导航系统的自主性和安全性。最后对该技术的应用前景进行了探讨,为技术的应用提供了未来可预期的实用案例。 展开更多
关键词 无人飞行器 四旋翼 自主着陆 组合导航 机器视觉
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基于增广粒子滤波算法的毫米波雷达/GPS/INS组合导航方法研究 被引量:1
10
作者 赵薇 王楠 高显忠 《电光与控制》 北大核心 2016年第6期54-59,共6页
为实现无人机精确自主着舰,需要精确测量无人机相对舰面高度,确定着舰位置。传统的GPS/INS组合导航系统在离舰高度30 m以下测量精度较差,并且难以对着陆区域定位,无法满足要求。为此,提出采用毫米波雷达/GPS/INS多传感器组合导航方案。... 为实现无人机精确自主着舰,需要精确测量无人机相对舰面高度,确定着舰位置。传统的GPS/INS组合导航系统在离舰高度30 m以下测量精度较差,并且难以对着陆区域定位,无法满足要求。为此,提出采用毫米波雷达/GPS/INS多传感器组合导航方案。为解决毫米波雷达与GPS/INS融合过程中对状态量和未知参数的估计问题,提出与增广卡尔曼滤波算法相对应的增广粒子滤波算法。该算法将动态系统中的未知参数作为状态变量对系统状态方程进行增广,采用高斯随机游走模型对未知参数建模,进而利用粒子滤波算法对增广的非线性动态系统进行状态估计,求出系统的未知参数。通过仿真测试验证了所设计算法的有效性以及该组合导航系统应用于无人机自主着舰的可行性。 展开更多
关键词 无人机自主着陆 毫米波雷达 组合导航 粒子滤波算法 参数估计
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无人自主飞行机器人自主降落飞行控制研究
11
作者 汪斌 吕恬生 +1 位作者 王赓 周拓宇 《机床与液压》 北大核心 2006年第1期108-111,83,共5页
为了控制无人驾驶的直升机自主降落在目标物体上,提出并实现了一种自主直升机实时的、基于视觉的着陆算法。该视觉算法可实现精确的目标探测和识别,使直升机根据视觉感知不断地更新降落目标的参数,利用机载的基于行为的控制器导航到降... 为了控制无人驾驶的直升机自主降落在目标物体上,提出并实现了一种自主直升机实时的、基于视觉的着陆算法。该视觉算法可实现精确的目标探测和识别,使直升机根据视觉感知不断地更新降落目标的参数,利用机载的基于行为的控制器导航到降落点。飞行试验数据表明:目标探测、识别和控制算法精确可靠,鲁棒性好。 展开更多
关键词 无人航空器 自主降落 自主直升机 基于视觉的导航
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一种基于惯性/视觉信息融合的无人机自主着陆导航算法 被引量:5
12
作者 刘畅 杨良军 +3 位作者 刘峰 王翌 徐策 刘崇亮 《导航定位与授时》 2016年第6期6-11,共6页
无人机自主着陆过程中需要实时获得高精度的导航信息,对自主性、实时性的要求较高。现有的导航方式都存在各自的不足,且在室内等新型环境中不能使用。针对这一问题,提出了一种视觉/惯性组合导航算法。首先建立了世界坐标系下惯性导航的... 无人机自主着陆过程中需要实时获得高精度的导航信息,对自主性、实时性的要求较高。现有的导航方式都存在各自的不足,且在室内等新型环境中不能使用。针对这一问题,提出了一种视觉/惯性组合导航算法。首先建立了世界坐标系下惯性导航的数学模型,随后通过Kalman滤波实现位置、姿态匹配,其中位置匹配完成速度误差、加表零偏的估计;姿态匹配完成安装误差角、陀螺漂移的估计,并利用估计得到的安装误差角和视觉导航系统输出的姿态信息对惯导姿态进行修正。仿真结果表明,该算法具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 无人机 自主着陆 视觉/惯性组合导航 位置、姿态匹配
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一种无人直升机自主着舰相对位姿估计方法 被引量:1
13
作者 石章松 吴鹏飞 +1 位作者 吴中红 王智 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期1-8,共8页
在无人直升机自主着舰中,鉴于视觉方法在机舰相对位姿估计中存在延迟的缺点,采用视觉惯导融合的方法对机舰相对位姿进行了估计。首先,建立了机舰相对位姿估计框架和相对惯导方程,在其基础上构建了基于IMU和视觉信息的状态方程和量测方程... 在无人直升机自主着舰中,鉴于视觉方法在机舰相对位姿估计中存在延迟的缺点,采用视觉惯导融合的方法对机舰相对位姿进行了估计。首先,建立了机舰相对位姿估计框架和相对惯导方程,在其基础上构建了基于IMU和视觉信息的状态方程和量测方程;然后,综合考虑视觉和IMU传感器的特点,采用MAEKF算法对视觉和IMU数据进行融合;最后,基于时间戳对量测数据的融合机制进行优化,并简化状态转移矩阵和系统噪声协方差矩阵的更新方式。仿真实验结果表明,该算法具有较高的精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 无人直升机自主着舰 相对位姿估计 视觉惯导融合 MAEKF算法 数据融合优化
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行星光学远程着陆模拟器光学系统设计 被引量:1
14
作者 唐杰 蔡盛 乔彦峰 《中国光学》 EI CAS 2014年第6期962-968,共7页
为了实现对行星光学远程着陆过程的光学模拟以及满足行星光学远程着陆系统导航算法的地面测试需求,提出了以商用投影仪显示系统为基础的模拟器光学系统方案,重点阐述了系统的光学设计思想,并给出了设计结果。首先,介绍了模拟器的工作原... 为了实现对行星光学远程着陆过程的光学模拟以及满足行星光学远程着陆系统导航算法的地面测试需求,提出了以商用投影仪显示系统为基础的模拟器光学系统方案,重点阐述了系统的光学设计思想,并给出了设计结果。首先,介绍了模拟器的工作原理和系统组成,在此基础上,由技术要求及所选择的投影仪和CCD参数确定了投影镜头和成像镜头的光学系统指标,最后给出了投影镜头、成像镜头及系统对接的光学结构图,像差曲线、点列图和MTF曲线图。仿真分析结果表明:系统的点列图中的弥散斑对称性都很好,有利于模拟器系统的后续图像处理和判读,同时系统在Nyquist频率(91 lp/mm)处的MTF设计值接近0.6,系统整体成像性能良好。设计结果可作为研制行星光学远程着陆模拟器系统的基础。 展开更多
关键词 模拟器 光学系统设计 光学远程着陆
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基于道路结构特征的自主车视觉导航 被引量:14
15
作者 邓剑文 安向京 贺汉根 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2004年第4期415-419,共5页
基于计算机视觉技术的道路检测,针对红旗轿车自主驾驶系统的视觉导航,提出并实现了一种基于道路结构特征的自主车视觉导航方法。该方法根据高速公路上道路标志线平行、等宽等特征,将车载摄像机获取的道路图像投影到道路平面上,再运用这... 基于计算机视觉技术的道路检测,针对红旗轿车自主驾驶系统的视觉导航,提出并实现了一种基于道路结构特征的自主车视觉导航方法。该方法根据高速公路上道路标志线平行、等宽等特征,将车载摄像机获取的道路图像投影到道路平面上,再运用这些特征来提取标志线像素。在此基础上根据公路道路模型,建立参数空间搜索最优参数,得到道路标志线的参数表达,实现视觉导航,并给出了C市环城高速上的实验结果。 展开更多
关键词 自主车 视觉导航 道路检测 透视投影变换
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视觉与惯性融合的多旋翼飞行机器人室内定位技术 被引量:2
16
作者 张怀捷 马静雅 +4 位作者 刘浩源 郭品 邓慧超 徐坤 丁希仑 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期292-304,共13页
随着人工智能技术的发展,无人机的应用场景趋向多元,人们对无人机的需求也不仅仅满足于简单的飞行任务,而是赋予其飞行机器人的角色,对其自主导航、复杂环境下的定位以及智能协同方面提出了更高的要求。针对室内场景下的定位需求,融合... 随着人工智能技术的发展,无人机的应用场景趋向多元,人们对无人机的需求也不仅仅满足于简单的飞行任务,而是赋予其飞行机器人的角色,对其自主导航、复杂环境下的定位以及智能协同方面提出了更高的要求。针对室内场景下的定位需求,融合视觉与惯性数据实现了多旋翼飞行机器人的室内定位。在视觉前端加入图像增强算法以提高图像灰度对比度,减少了光流跟踪的误匹配点数。提出了一种基于图像信息的特征点提取和图像帧发布策略提高了定位精度,解决了室内环境下的定位漂移问题。针对飞行机器人室内自主跟踪及降落任务,设计了基于视觉定位的飞行机器人自主降落系统。在Gazebo中搭建飞行机器人模型仿真验证自主降落系统有效性,在EuRoC数据集下对定位算法进行对比评估,搭建飞行机器人平台在真实场景下进行室内定位实验,完成了室内场景下平台自主跟踪及降落任务,并采用运动捕捉系统获取的定位真值数据进行了误差分析,结果表明该定位技术满足室内场景下的自主跟踪及降落任务需求。 展开更多
关键词 飞行机器人 室内定位 自主跟踪及降落 传感器数据融合 视觉导航
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室外移动机器人仿真试验系统的研究 被引量:1
17
作者 张磊 郭木河 何克忠 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期33-37,共5页
本文研究了四轮结构汽车的车体动力学模型,包括运动模型、方向系统模型和速度系统模型,根据室外移动机器人的研究的特点,设计并实现了室外移动机器人仿真试验系统。该系统在设计上完全采用真实的接口,车体模型仿真真实车辆,使得上... 本文研究了四轮结构汽车的车体动力学模型,包括运动模型、方向系统模型和速度系统模型,根据室外移动机器人的研究的特点,设计并实现了室外移动机器人仿真试验系统。该系统在设计上完全采用真实的接口,车体模型仿真真实车辆,使得上层算法程序能够“透明”地控制仿真车体而不作特别的区分。该系统采用面向对象的设计方法,有较好的扩充性,能够适用于各种车体模型。实验证明,该系统仿真结果可信度高,与实际结果吻合度好,做到了实时仿真,为移动机器人的研究提供了灵活方便的试验平台,起到了积极的作用。 展开更多
关键词 室外移动机器人 仿真实验系统 智能化 机器人
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自主车技术 被引量:1
18
作者 韩献光 席裕庚 张钟俊 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1992年第5期513-521,共9页
本文简要介绍了自主车研究工作的进展,详细介绍了自主车研究中的四个关键技术,即传感技采,路径规划、制导技术和运动控制,并对自主车技术的发展作了展望。
关键词 路径规划 制导 自主车
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基于异构模糊神经网络集成算法的自主车导向控制
19
作者 王贵恩 冯杨 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2011年第3期645-648,共4页
设计了基于神经网络的自主车导向控制器,建立了异构模糊神经网络控制器的结构,并由实验数据产生训练样本和验证样本集.该控制器通过精确控制2个驱动轮的差动转速实现路径跟踪.实验结果表明,采用异构模糊神经网络集成算法的导向控制器能... 设计了基于神经网络的自主车导向控制器,建立了异构模糊神经网络控制器的结构,并由实验数据产生训练样本和验证样本集.该控制器通过精确控制2个驱动轮的差动转速实现路径跟踪.实验结果表明,采用异构模糊神经网络集成算法的导向控制器能够稳定地实现跟踪导向路径的控制功能. 展开更多
关键词 自主车 神经网络集成 导向控制 异构网络优化
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基于模糊神经网络的自主车导向控制器
20
作者 王贵恩 蒋国平 宋春华 《广西工学院学报》 CAS 2006年第1期26-29,共4页
为了实现自主车跟踪固定路径的精确控制,建立了自主车路径偏差控制系统的数学模型。设计了基于神经网络的自主车导向控制器,建立了模糊神经网络控制器的结构,并由实验数据产生训练样本。该控制器通过精确控制两个驱动轮的差动转速实现... 为了实现自主车跟踪固定路径的精确控制,建立了自主车路径偏差控制系统的数学模型。设计了基于神经网络的自主车导向控制器,建立了模糊神经网络控制器的结构,并由实验数据产生训练样本。该控制器通过精确控制两个驱动轮的差动转速实现路径跟踪。实验结果表明采用模糊神经网络的导向控制器能够稳定地实现跟踪导向路径的控制功能。 展开更多
关键词 自主车 神经网络 导向控制
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