基于半实物仿真的水面无人艇测试系统构建方法

水面无人艇是一种新型无人自主作战舰艇,能够通过任务设定、预规划航路、搭载不同的任务载荷,完成多种任务,包括警戒巡逻、侦察监视、反潜反水雷等.由于水面无人艇对工作环境要求较高,因此为了能够在实艇海上试验之前,在实验室条件下进行充分的测试,提出一种基于半实物仿真的水面无人艇测试系统构建方法,测试系统基于由实物岸基航行任务指...     

欠驱动无人艇路径跟踪控制算法

针对欠驱动无人艇水平面内的路径跟踪问题,首先建立了无人艇的运动学和动力学模型;然后,基于视线导引策略和输出反馈控制思想设计了路径跟踪控制算法;最后,通过对无人艇位置误差镇定、航向角和纵向速度的跟踪控制,实现了三自由度欠驱动无人艇直线和曲线路径跟踪。理论分析和仿真实验证明:所提出的路径跟踪控制算法具有较小的稳态误差和良好的动态性能。     

欠驱动无人艇自适应滑模航迹跟踪控制

为便于航迹跟踪控制器设计和分析,引入坐标变换,建立典型的欠驱动无人艇数学模型;建立以航迹上自由点为原点的Serret-Frenet坐标系,实现对航迹跟踪误差变量的描述;通过将航迹参数的更新律作为一附加控制输入,实现了无人艇航迹跟踪控制系统由欠驱动向全驱动控制的转变,并利用改进视线导引算法实现了对无人艇位置的跟踪控制;考虑海流等外界扰动的影响,采用滑模自适应技术分别设计了无人艇航向和航速控制算法,实现了对航向角、纵向速度跟踪误差的镇定;基于李雅普诺夫理论和级联系统理论证明了航迹跟踪控制系统的一致半全局指数和一致全局渐进稳定性。仿真结果表明:所提出的控制算法可在一定程度上处理海流等外界扰动,跟踪效果良好,并且克服了角速度持续激励问题,能够同时实现对直线和曲线航迹的跟踪。     

国内外无人艇发展现状及典型作战应用研究

USV具有体积小、成本低、高速智能、雷达反射面积小、无人员伤亡等优势,并且部署机动,被公认为是一种作战用途广泛的新型武装力量,越来越受到各国海军的重视。无人艇平台、母舰指挥系统、布放与回收装置、测控与信息传输系统以及搭载的任务载荷设备统称为无人艇系统。通过对无人艇的特点、使命任务、典型作战应用以及国内外军用USV的发展现状进行综合研究分析,并提出了我国无人艇系统的发展建议。     

军用无人艇有哪些最新进展？

无人艇是可以遥控或自主模式在水面航行，执行某种或多种使命的航行器。当前无人艇在军事领域的应用越来越广，使命范围已扩展到情报、侦查和监视（ISR）、水雷战、反潜战、反舰战、力量保护、港口安全、精确打击，海上拦截和封锁、特种作战支持等。各国海军对于无人艇的一系列前沿应用表现出越来越浓厚的兴趣，无人艇研究项目持续推进，新船型应用逐渐增多，自主性不断提高，新型动力和推进装置也在开发。本文将对近期各国在军用无人艇领域的最新进展进行介绍。     

欠驱动USV自主航行控制算法研究

为保证复杂海洋环境下欠驱动无人艇的安全航行控制,设计了一种具有航迹实时规划和动态跟踪能力的无人艇自主航行控制算法。首先,基于激光雷达的高精度环境探测能力,借鉴向量场直方图算法设计的基本原理提出了一种新的航迹实时规划算法;然后,基于无人艇三自由度运动学和动力学模型,利用视线法导引和输出反馈控制方法设计了航迹跟踪控制算法,并给出了系统的稳定性分析。理论分析和仿真实验结果证明:所设计的自主航行控制算法能够成功实现未知海洋环境下的安全航迹实时规划和航迹动态稳定跟踪功能。     

基于细菌避障策略的无人艇集群自主巡航方法

针对无人艇集群执行巡航任务中的避障问题,提出了一种动态避障算法。首先,获取无人艇周边水域的方形网格轨迹单元态势矩阵;然后,借鉴细菌游走觅食原理,在方形网格轨迹单元集合中,动态匹配最佳避障路径;最后,在动态避障基础上,将无人艇自主巡航过程划分为向目标行进、动态避障、返航补给等阶段,实现无人艇集群对划定水域的常态化巡航。仿真实验结果表明,所提方法对静态点、面障碍以及移动障碍均具有高效的规避能力,在算法基础上,能够实现无人艇集群的常态化无人值守巡航。该算法不仅适合无人艇的避障问题,在其他异构无人装备中也具有广阔的应用前景。     

水面无人艇发展与应用

水面无人艇是一种能够在海洋环境下自主航行,并完成各种任务的小型水面运动平台。介绍了当前无人艇的发展现状,对无人艇的基本技术特点进行了总结,对其在反潜战、反水雷战、信息战、非常规作战等领域的应用以及需要解决的关键技术进行了分析。随着未来战争对发展无人作战平台的需求,无人艇成为海上无人系统的重要组成部分,并向着智能化、体系化、标准化的方向发展。     

水域无人系统平台自主航行及协同控制研究进展

水域无人系统平台是指可通过远程遥控、无人驾驶、自主航行等方式达成任务的一类平台,涵盖无人船艇及其所配备的无人机、自主水下机器人等.自主航行及协同控制理论技术水平是水域无人系统平台的核心所在,已成为船舶与海洋工程及水上交通等领域的热点研究方向.为掌握水域无人系统平台的自主航行及协同控制方面的发展动态和趋势,综述了水域无人...     

基于T-S模型的非线性系统主从控制器设计

针对同时具有输出和输入非线性的系统,通过中间虚拟控制量的设置,转化为两个非线性子系统的串联,从而简化系统结构并解决最终控制量不宜直接获取的问题。针对无人水面艇的航迹和横摇控制,设计了基于反演控制的从控制器,实现了输入非线性中虚拟控制量到舵角的映射,通过T-S模型将输出非线性系统,转化为线性时变系统,并考虑舵机的角度与角速度约束,设计了广义预测主控制器。该方法不仅简化了系统结构,同时仿真结果表明,所设计的主从控制器可以获得较好的控制效果。     

基于视频监控的人的异常行为系统设计

"视频监控"是一种可实现夜间检测的视频监控系统,普遍用于沿街商铺、仓库、郊区独户别墅以及小区等场所。传统的视频监控对摄像头的要求较高,并且需要多人值守,对人力、财力的要求较高。针对传统视频监控存在的不足,设计了一种智能检测系统,能实现对非法入侵、物品盗移等异常状况的实时检测和及时报警,还针对夜间图像的特点设计增强算法,使普通摄像头可实现夜间监控,大大降低了视频监控的应用成本并提高了监控效率。     

基于粒子滤波改进的VTS微弱目标检测前跟踪算法

舰船交通服务系统是民用雷达的信息集成系统,探测微弱目标存在RCS小、回波弱、杂波强等问题,导致信噪比低,难以实现有效检测跟踪。基于粒子滤波的检测前跟踪技术对低信噪比下微弱目标信息积累和探测有良好效果。通过采集单设备实测数据,构建遗忘因子和收敛因子以增加重采样的效率,引入虚拟采样保持粒子的多样性,提升粒子滤波对微弱目标的探测能力。仿真试验表明,改进后的算法可实现舰船交通服务系统对微弱目标的有效探测,并能获得较精准的目标状态估计值。     

数字视频监控系统的设计

数字式监控系统正在取代模拟视频监控系统,它是CCTV监控业的发展方向与未来,本文阐述了数字式监控系统的优越性和组成,以及数字式监控系统如何实现等问题。     

火灾视频监控报警系统的应用研究

分析了智能视频监控火灾报警系统研究的发展现状和趋势，研究火灾视频监控报警系统的工作原理、系统组成、有关火焰图像处理算法和火焰的视频图像信号特性，在此基础上，提出系统设计方案，为将智能视频监控报警应用于消防工作进行有益的探索和研究。     

基于AIS的对海雷达多目标联合误差估计方法

提出了一种基于AIS的对海警戒雷达多目标联合误差估计方法,该方法以高精度AIS提供的目标信息为目标真值,对雷达进行误差估计。利用系统积累的多目标航迹信息,首先进行目标粗关联,将航迹信息进行时空对准后产生误差序列,通过单目标误差序列统计信息进行异常值的筛选,再通过多目标误差序列进行错误关联目标的检验,最终对剩余误差序列进行误差估计。通过实测数据和实际应用证明,该方法估计的雷达误差较准确,用估计结果对雷达误差进行校准后可有效减小对海雷达的系统误差。     

天拓一号星载自动识别系统设计与在轨应用

介绍了星载自动识别系统的技术优势和应用前景;针对由传统地面自动识别系统向星载自动识别系统发展所带来的多网信号冲突、多普勒频移、空间链路衰减等技术难题,对天拓一号星载自动识别系统的系统进行了设计,包括系统组成、接收机指标和功能、天线和微波开关设计,对星地自动识别系统链路电平进行了估算;重点介绍了自动识别系统接收机的空间应用性能测试和环境试验方案;介绍了天拓一号星载自动识别系统在轨应用情况,结果表明所设计的AIS接收机可一定程度上缓解星载自动识别系统的技术难题,满足大范围海事目标监测的应用需求。     

基于PCI总线图像采集卡的数字视频监控系统

介绍了一种基于PCI总线图像采集卡的数字视频监控系统 ,给出了系统结构和实现方法。对制式转换和多线程等相关技术进行了详细介绍 ,给出了完整的框图 ,并附有实用程序。     

军用无线传感器网络体系结构研究

无线传感器网络作为一种全新的监测系统被广泛认为是军用侦查探测系统的发展方向,已经成为国际军事领域研究热点。在总结了几种无线传感器网络体系结构的基础上,针对军用领域特定的性能需求,对这些体系结构进行了比较。     

实时图像的采集与显示

本文介绍了一个实时图象采集与显示系统,较为详细地说明了系统的工作原理,分析了各部分的实现过程。特别是本系统中引入多体存储器存储图象的方法,改善了数据接口的带宽,实现了图象数据采集、存储、传送的实时操作。     

基于视频监控应用的视频压缩

介绍了视频服务器的组成及常见的图象压缩标准,通过深入研究H.263视频压缩算法,提出了基于视频监控应用的三点改进,研究了DCT/IDCT快速算法,并直接采用MMX实现了DCT/IDCT和运动向量估计等大运算量模块,实现了基于H.263的软件监控系统,并在实际中得到较好的应用。