【精品文章】 无人机表演“空中杂技”：靠机载系统穿过窗户缝

张小只智能机械工业网

无人机表演“空中杂技”：靠机载系统穿过窗户缝

小型无人机可以自动完成很多“空中杂技”表演，比如像之前我们看过的这个无人

机穿过窗户缝。不过这个场景，却只能在实验室的环境下实现。正如你在动图里看到的，在无人机周围亮着的红色的灯光的，都是摄像机，它们以每秒几百次的速度，搜

集精确的数据信息，传输给外界的计算机系统，然后由计算机对无人机进行控制。而

无人机只需要执行计算机给出的指令，完成规定动作就可以了。所以这个小小的无人机，并不是独立存在的，它更像是一个“傀儡”，执行周围庞大的摄像机和计算机系统

的指令。然而这一状况已经发生改变。最近，无人机大师Vijay Kumar 的实验室发布

了一个令人惊叹的新系统：他们实现了让无人机在只需要机载传感器和计算组件的情

况下，自动穿过窗户缝。这意味着外界摄像头不需要了，外界的计算机也不需要了。

第一次，这个无人机有了自己的“想法”，可以独立完成任务。这个无人机系统的特点

是：单纯依靠机载的传感器和计算组件，完成定位、状态评估和路径规划，而不需要

任何外界的帮助。无人机上面携带了一个IMU、高通骁龙处理器以及Hexagon DSP。它非常轻巧，只有250g 重，穿过窗户缝的速度是4.5 m/s，加速度是 1.5g，可进行90 度的翻转。这个系统的主要研究人员分别是Giuseppe Loianno、Chris Brunner 和Gary McGrath，他们都来自宾夕法尼亚大学Vijay Kumar 实验室。把一个由整个实验室装备完成的系统，缩小至一个小无人机上，这是一个巨大的成就。而这

个系统的研发工作进行了 6 年时间。不过需要注意的一点时，在完成动作之前，无人

机已经预先被告知了障碍物的位置。也就是说，障碍物的位置并不是无人机自己实时

获得的。对此，Vijay Kumar 和Giuseppe Loianno 的回应是：“这个无人机有一个前置立体摄像头，可进行密集的地图绘制，但是这个并没有整合到实时轨迹规划和控制框

架里（不过这一点将会很快完成）。在这篇论文里，我们解决了状态评估、轨迹控制和

规划的问题：如何依赖单一摄像头和IMU 获得信息，从而估算整个无人机的状态，张小只机械知识库

无人机侦察图像情报处理技术研究

无人机侦察图像情报处理技术研究 摘要：无人机是侦察作业开展期间常用的一项设备，在将无人机应用到侦察期间，为了使无人机的作用能够得到合理发挥，要做好图像情报处理技术的研究，更好的完成侦擦作业。 关键词：无人机；侦擦作业；图像；情报处理 侦察是一项对技术要求高，以及隐蔽性高的一项技术，在侦察期间，对无人机进行应用，具有时效性强、周期短，二十四小时不间断的多项优势。同时，在侦察作业开展期间，也能够实现全方位、多角度侦察，能够快速获取到准确的侦察信息。 1 目标定位技术的应用 在侦察期间对无人机进行应用的一项关键内容就是可以通过对无人机的侦察图像进行应用，从而获取到感兴趣的地理信息内容。在目标定位时对无人机进行应用，具体包含的内容如下： （1）在具有基准图像基础上，对图像匹配模式进行合理应用，实现非实时性定位，从而实现对目标所在位置的确定[1]。 （2）对采用的无人机位置、姿态，以及侦察转台参数等各项遥测数据内容，快速、实时等完成对侦察目标瞬时位置的快速计算，确保目标位置准确无误。 2 实时拼接技术的应用 在侦察期间对无人机进行应用，为了可以获取到典型情报，在侦察期间要获取侦察区域内大范围、高精度侦察图像。但是，从无人机在侦察作业中的具体应用情况来看，受无人机大小，以及无人机上安装的侦察设备性能的影响，在侦察时，难以利用无人机获取到广泛、精准的侦察信息内容[2]。针对这一现象，在采用无人机进侦察时，应对将利用无人机获取到的连续多帧图像进行拼接，通过合理的拼接，最终得到一副与实际情况相符的大图，通过对更多的场景结构信息进行利用，能够更加快速、精准的获取到大量的场景结构信息，这能够获取到更加精准的侦察信息，比较典型的无人机在侦察中，视频图像每秒约为25帧，视频序列相邻帧存在大量重叠区域，因此，在实际作业开展期间，为了能够在短时间内获取到准确图像拼接结果，对于获取到的图像，进行处理时，先配准相邻帧视频图像，完成配准后，将图像连接起来，直到将获取到的连续视频拼接成大范围图像为止。通过拼接能够获取到相应的图像，同时，结合参考图像，准确获取到无具体地理坐标数据的无人机飞行区域，完成相应的侦察任务[3]。 3 图像去雾技术的应用 侦察作业对无人机进行应用，要考虑天气因素对无人机应用造成的影响，例如，在对视频处理技术进行应用时，要雾天情况下，无人机在侦察时的视频可视化性问题进行全面分析，在雾天环境下，场景能见度降低明显，这也就会导致侦察中图像中目标对比度和颜色特征都会发生衰减，从而造成室外视频系统无法正常运行，可见，在视频图像中，要对雾气场景进行消除，避免雾气对图像造成不良影响[4]。从目前科技的发展情况来看，计算机视频领域在研究过程中对雾天、雨天等特殊天气环境下研究，未达到十分成熟状态。现阶段，图像去除雾方法主要分为以下两种类型： （1）图像增强法 该方法就是直接对图像进行增强，提高图像的清晰度，降低天气对图像清晰度的影响，从而获取到清晰图像。

无人机激光雷达扫描系统

Li-Air无人机激光雷达扫描系统 Li-Air无人机激光雷达扫描系统可以实时、动态、大量采集空间点云信息。根据用户不同应用需求可以选择多旋翼无人机、无人直升机和固定翼无人机平台，可快速获取高密度、高精度的激光雷达点云数据。 硬件设备 Li-Air无人机激光雷达系统可搭载多种类型扫描仪，包括Riegl, Optech, MDL, Velodyne等，同时集成GPS、IMU和自主研发的控制平台。 图1扫描仪、GPS、IMU、控制平台 无人机激光雷达扫描系统设备参数见表格1： 表格 1 Li-Air无人机激光雷达扫描系统 图2 八旋翼无人机激光雷达系统图3 固定翼无人机激光雷达系统 设备检校

公司提供完善的设备检较系统，在设备使用过程中，定期对系统的各个组件进行重新标定，以保证所采集数据的精度。 图1扫描仪检校前（左）扫描仪检校后（中）检校前后叠加图（右） 图4（左）为检校前扫描线：不连续且有异常抖动；图4（中）为检校后扫描线：数据连续且平滑变化；图4（右）为检校前后叠加图，红线标记的部分检校效果对比明显。 图5从左至右依次为校正前（侧视图）、校正后（侧视图）、叠加效果图图5（左）为检校前扫描线：不在同一平面；图4（中）为检校后扫描线：在同一平面；图4（右）为检校前后叠加图。 成熟的飞控团队 公司拥有成熟的软硬件团队以及经验丰富的飞控手，保证数据质量以及设备的安全性，大大节约了外业成本和时间。

图6无人机激光雷达系统以及影像系统 完善的数据预处理软件 公司自主研发的无人机系统配备有成套的激光雷达数据预处理软件Li-Air，该软件可对无人机实时传回的激光雷达数据进行航迹解算、数据生成、可视化等。 图7 Li-Air数据预处理功能 成功案例 2014年7月，本公司利用Li-Air无人机激光雷达扫描系统进行中关村软件园园区扫描项目，采集园区高清点云以及影像数据。飞行高度200m，点云密度约50点/平方米，影像地面分辨率为5cm。通过POS数据解算，完成对点云和影像数据的整合，得到地形信息和DOM等。

无人机激光雷达无居民海岛地形地貌测测量方案

无人机激光雷达无居民海岛地形地貌测绘 测量方案 *** ***

目录 一、概述 (4) 1.1 工程名称 (4) 1.2 测量时间 (4) 1.3 测量原理 (4) 1.4 测量范围及测量内容 (5) 1.4.1 测量范围 (5) 1.4.2 测量内容 (6) 1.5 管理体系 (6) 1.6 测绘资源配备 (6) 1.6.1 人员配置 (6) 1.6.2 设备配置 (6) 1.6.3软件配置 (7) 1.6.3 交通配置 (7) 1.6.4 主要设备性能参数 (7) 1.6.4.1轴多旋翼参数 (7) 1.6.4.2激光雷达性能参数 (8) 1.6.4.3 IMU性能参数 (9) 二、无人机激光雷达测量依据及设计原则 (10) 2.1 无人机激光雷达测量依据 (10) 2.2 设计原则 (11) 三、无人机激光雷达测量设计 (11) 3.1 测量技术要求 (11) 3.1.1 平面坐标系 (11) 3.1.2 高程系统 (11) 3.1.3 点云密度 (12) 3.1.4 点云数据高程精度要求 (12) 3.1.5 飞行天气、场地、高度、速度要求 (12) 3.1.6 其他要求 (12) 3.2 地面GPS基站架设 (12) 3.3 任务航线设计 (13) 3.3.1 检校场设计 (13) 3.3.1.2 检校场地面控制点布设及测量要求 (14) 3.3.2 航线设计 (14) 3.4 磁罗盘的校准 (15) 3.5 无人机的实验性飞行 (16) 3.6 无人机搭载设备后的检查 (16) 3.7 无人机作业前的“8”字飞行（IMU累计误差的消除） (18) 3.8 无人机的正常飞行（航线飞行） (19) 四、内业处理 (20) 4.1 数据准备 (20) 4.1.1 原始数据下载 (20) 4.1.2 POS数据解算 (20)

警用侦察无人机

一、介绍 无人机能利用承载的高灵敏度照相机可以进行不间断的画面拍摄，获取影像资料，并将所获得信息和图像传送回地面。应用于反恐维稳，如遇到突发事件、灾难性暴力事件，可迅速达到实时现场视频画面传输，传供指挥者进行科学决策和判断；成为一种不可多得的重要工具。进一步提高我公安干警的响应、决策、评估效率，推动公安的信息化建设进程。 二、应用 1、针对反恐处突对目标建筑物监控 2、针对应急突发暴力事件 当城市监控设备被破坏时，无人机作为独立的设备可以深入危险地区完成一系列复杂的侦查任务，也可以对现场情况不间断地拍摄，为警方提供第一手直观的宝贵资料。 3、针对防暴搜捕问题 无人机可以对逃犯采取的各种逃跑方式进行跟踪、监视，也可以搭载红外设备，对夜晚逃犯进行监控，可对躲藏在丛林里的犯罪嫌疑人进行扫描式飞行搜索。无人机将逃犯的逃跑路线提前通报警方，提高警方的抓捕速度与抓捕准确性。 4、针对聚众闹事事件 无人机飞抵事故目标区域上空对目标区域进行全方位不间断的监控，为公安干警全面掌控事态提供了先决条件。警方可根据无人机拍摄的资料对事故责任方进行举证。加装空投装置后，无人机还能进行特殊物品的投送，如播撒传单，向地面人员传递信息；小型旋翼无人机通过加装高音喇叭，可以进行空中喊话，传递政府信息。 5、针对大型集会监控 无人机可对会场空中监控，提供高清画面，并可以快速机动到任何需要的区域上空，搜索发现地面可疑人员、车辆，提供强有力的空中情报保障。将视频图像实时传输回指挥中

心，指挥中心根据无人机传输回的资料对现场实时掌控，一旦发现突发情况，无人机可以第一时间发现，提高了应急处理效率。 6、针对搜救问题 无人机可根据基本信息对目标地区进行事先侦查，确定救援对象地理位置与目标情况，为后续救援工作提供了信息保障。 三、优势 1. 采集现场数据，迅速将现场的视、音频信息传送到指挥中心，跟踪事件的发展态势，供指挥者进行判断和决策（空中电子眼）。无人机机载摄像头到达现场之后能够迅速展开还可以多角度大范围的进行现场观察，具有不可替代的作用，是一般监控设备无法比拟的。 2. 在媒介失灵的状态下，播撒传单，向现场群众传递信息。当一些大型群体骚乱事件出现时，由于参加的人群众多，容易缺乏理智，现场很难控制。必要时可利用无人机播撒传单，向现场群众传递有关信息，引导群众配合政府的施救行动，或驱散示威人群，投放驱散装备。 3. 进行空中喊话，传递政府领导者讲话，表达警方意图。突发事件具有不确定性，如果在处置过程中不能使用正常的宣传工具与群众进行沟通，可通过无人机搭载扩音设备对现场进行喊话，传达正确的舆论导向。 4. 保持监控地区的数据传输链路做通信中继。应急出警的通讯设备需要租用卫星线路提前申报手续繁杂，由于高楼林立通讯信号盲区多，导致信号不能及时传递到指挥中心，致使决策滞后。无人机搭载的小型通讯设备则起到了低空卫星的作用，对地面形成不间断的信号链接，使指挥系统能及时接收到事发现场的详细警情。

无人机载光学侦察系统实时目标定位器设计

文章编号:1671-637Ⅹ(2008)1120047203 无人机载光学侦察系统实时目标定位器设计 吴艳梅1,2,　李　刚3,　张　霞2 (1.昆明理工大学,昆明　650093;　2.装备指挥技术学院,北京　101416;　3.航天空气动力技术研究院第三研究 部,北京　100074) 摘 要:　介绍了无人机载光学侦察系统目标定位原理,并设计出基于DSP处理器的实时目标定位器,同时给出了目标定位的误差因素及精度分析。 关　键　词:　无人机;　目标定位器;　DSP;　坐标变换;　误差 中图分类号:　V271.4 文献标识码:　A Design of a real2time object locator for optical reconnaissance system onboard UAV W U Y an2mei1,2,　LI G ang3,　ZH ANG X ia2 (1.Kunming Univer sity o f Science and Technology,Kunming650093,China;　2.Institute o f Command and Technology o f Equipment o f P LA,Beijing101416,China;　3.Aerospace Aerodynamic Technology Academy,Beijing100074,China) Abstract:　Optical reconnaissance system is one of the im portant payloads of Unmanned Air Vehicle(UAV) for reconnaissance.Since the optical reconnaissance system is independent to UAV,m ost of the former systems had to trans fer the UAV information(position,attitude)and reconnaissance system information to the ground for calculating the position of the object.The time delays of data trans fer link and image com pression/ decom pression etc.are not consistent,thus may result in problems in ground analysis.Therefore,it is very im portant to obtain the location information of the object in real time.The principle of object locator for optical reconnaissance system onboard UAV is introduced.A real2time object locator is designed based on DSP. Factors that have effect on accuracy of object locating are analyzed. K ey w ords:　Unmanned Air Vehicle(UAV);　object locator;　DSP;　coordinate trans formation;　error 0　引言 光学侦察系统作为重要的有效载荷之一,在无人侦察机中得到广泛应用[1]。在实际应用中,要求系统在提供区域侦察图像的同时,还能够提供锁定目标点的数字化定位信息(经度、纬度、高度)。然而由于光学侦察系统作为有效载荷独立于载机,在没有载机位置和姿态信息的情况下,它只能提供与目标点对应的云台角度信息和目标测距信息。原有系统多数通过数据传输系统将载机信息(位置、姿态)以及侦察系统信息(云台角度、测距值)传至地 收稿日期:2007201222 修回日期:2008208224 作者简介:吴艳梅(1975-),女,湖南新化人,博士生,研究方向为光学信息处理。面,在地面解算出目标的位置信息(经度、纬度、高度),然后将目标位置信息叠加在图像上。由于数传链路、信息解算、图像压缩解压缩等过程产生的延时不一致,导致解算得到的信息与实际图像很难匹配,给地面判读造成一定困难。为了实时得到目标的定位信息,需要将载机信息与侦察系统信息结合起来,解算出目标的位置信息(经度、纬度、高度),并将其叠加在图像上传回地面。 1　无人机光学侦察系统定位原理无人机载光学侦察系统定位过程如下:由地面根据侦察图像指定目标,侦察系统控制云台使目标处于图像中间位置,即使目标与镜头光轴重合;此时侦察系统输出云台的方位角、俯仰角以及目标的激光测距数值,飞控计算机输出飞机的大地坐标值(经 第15卷第11期2008年11月 电光与控制 E lectronics Optics&C ontrol V ol.15　N o.11 N ov.2008

无人机机载激光雷达系统航带拼接方法研究 刘向伟

无人机机载激光雷达系统航带拼接方法研究刘向伟 发表时间：2018-03-01T14:00:21.743Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：刘向伟付云龙冯元春 [导读] 摘要：为了减少机载激光雷达（激光雷达）系统的系统误差和随机误差引起的三维（3d）之间的空间地带偏差，提高数据精度，选择基于数据驱动的“六参数”地带的调整方法，实现无人机机载激光雷达系统的拼接。 天津市津典工程勘测有限公司天津 300222 摘要：为了减少机载激光雷达（激光雷达）系统的系统误差和随机误差引起的三维（3d）之间的空间地带偏差，提高数据精度，选择基于数据驱动的“六参数”地带的调整方法，实现无人机机载激光雷达系统的拼接。本文针对大面积更多地带INSAR（干涉合成孔径雷达）图像定位和拼接问题缺乏地面控制点，并提出了一个联合定位条INSAR成像方法。该方法在摄影测量光束调整思想的方法，并使用INSAR干扰图像上每个点高程值的选择。分析了控制点的数量，位置，重叠区域，地形起伏的影响调整精度，并给出控制点布的原则。 关键词：激光光学；激光雷达；航带平差 1前言 机载激光雷达系统集激光测距技术、计算机技术和高精度的惯性导航和高精度动态定位技术，可以直接与高密度，高精度三维（3d）空间点云，更智能和自动数据采集和处理，已在测绘领域的广泛关注。但由于激光雷达系统是由全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）和扫描仪，和复杂的多传感器集成系统的其他部分，其精度是影响常见系统内的部分。 2平差模型及平差方法 2.1数学模型 “距离－多普勒”方程组是严密的构像模型，它符合INSAR成像机理。因此，本文研究内容都是基于该模型而展开的。“距离－多普勒”方程组为： 式中，（XS0，YS0，ZS0）是飞机的起始位置；（VX，VY，VZ）是飞机的速度；（ax，aY，az）是飞机的加速度；DS0为近距点斜距；mｘ为距离向分辨率；fd为多普勒中心频率；Prf是脉冲重复频率。DSO、mx、fd、prf为已知参数。经运动补偿后，飞机的航迹是作匀速直线运动的，因此，式（3）中可以省略二次项，则待求定位参数为XS0，YS0，ZS0，VX，VY，VZ。 1.2平差方法 光束法是精度最高的区域网平差方法。本文借鉴光束法的思想，利用距离多普勒方程建立飞机位置、像点坐标、地面点坐标之间的关系。使用泰勒公式对式（1）、式（2）线性化得到误差方程：

无人机在公安侦查中的应用

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/8a15944163.html, 无人机在公安侦查中的应用 作者：韩雨航 来源：《神州·上旬刊》2020年第03期 摘要：随着我国公安部门引进先进科学技术从而有效的提升了其在侦查活动中的工作效率以及工作质量得到了较为明显的提升。近些年来，我国在无人机方面的发展速度相对较快并且在发展的过程中得到了各方面的认可。公安部门在侦查方面也引用了无人机，从而一定程度上提升了在该方面工作的工作效率以及减少了其工作量。本文主要是针对无人机在公安侦查中的应用进行有效的分析。 关键词：无人机;公安机关;应用;侦查 前言 随着我国经济领域的不断发展以及科学技术的不断发展，另一方面也使得违法犯罪的犯罪手段升级并且其犯罪的种类也相应的增多了。面对此种情况以往的侦查方法在进行此类案件的侦查活动时存在严重的不足。通过采用新的侦查手段进行案件的处理，尤其是警用无人机的有效应用为公安部门侦查工作带来了极大的便利。 一、关于无人机的简单介绍 1.1无人机概念 所谓的无人机通常是采用的无线信号遥控设备还有相应的控制程序进行操作的无人飞机。该类设备上通常会进行自动驾驶设备还有关于飞行程序等设备。对于无人机的操作人员可以通过遥控器或者是控制中心能够通过定位信息系统获取其相应的位置信息。并且未安装其他设备的无人机很难有效的处理除飞行以外的活动，在相关活动的应用过程中无人机需要搭配相应的控制系统以及结合活动的具体特点安装相应的设备展开其相应的工作。 1.2无人机在公安侦查中应用的技术基础 结合实际情况进行分析，无人机的使用最早出现在军事方面，然而随着科学技术的不断的发展以及无人机的应用得到有效的推广，从而推動了无人机向警用以及民用方面发展。当前时期我国公安系统的工作人员与其所承担的工作任务存在不匹配的情况，经常存在警力不足的情况，同时警备方面升级相对较慢。面对此种情况的出现科学合理的应用无人机到公安系统中来能够有效的提升公安部门的工作效率以及工作质量，同时一定程度上提升了公安相关工作人员的工作环境。

无人机涉及的GJB国军标标准

无人机概况和涉及的GJB国军标标准 随着军民融合战略的逐步深化，无人机产业得到了突破式的发展，并成为了贯彻"军民融合"的典。那么无人机关于GJB国军标和图书有哪些？也是很多用户相对比较关注的，下面融融网小编就推荐几个： 关于无人机相关的GJB国家军用标准 gjb 8265-2014 无人机机载电子测量设备通用规 gjb 4108-2000 军用小型无人机系统部队试验规程 gjb 5190-2004 无人机载有源雷达假目标通用规 gjb 7201-2011 舰载无人机雷达对抗载荷自动测试设备通用规 gjb 4994-2003 无人机载侦察装备定型试验规程 gjb 5433-2005 无人机系统通用要求 gjb 5309-2004 反辐射无人机被动雷达导引头通用规 gjb 6081-2007 通信对抗无人机训练模拟设备通用规 一、我国无人机发展概况 中国无人机的研究始于50年代后期，1959年已基本摸索出安一2和伊尔-28两种飞机的自驾起降规律。60年代中后期投入无人机研制，形成了长空l号靶机、无侦5高空照相侦察机和D4小型遥控飞机等系列，并以高等学校为依托建立了无人机设计研究机构，具有自行设计与小批生产能力。其中无侦5的研制在中国无人机发展史上具有重要意义。

为了国防建设和科学研究的需要，1969年国家下达研制高空无人驾驶照相侦察机的任务，研制工作由航空学院承担。主要用于军事侦察、高空摄影、靶机或地质勘测、大气采样等科学研究。无侦5是一种在高空、高亚音速条件下飞行，执行昼间高空摄影侦察任务的无人机。它使用的可见光照相机能绕其纵轴左右摇摆，从5个窗口进行拍摄。飞机上装有一台小型、短寿命的涡喷-II发动机;一整套自动控制系统和无线电遥控遥测系统。飞机本身无起落架等起飞着陆装置，由大型飞机带飞到4000—5000米的高度投放。空中投放后自动爬升到工作高度。在飞行中，按预编程序控制高度、航速、飞行时间和航程。完成任务后，自动返航，飞到回收区上空，可在程控或遥控状态下进行伞降回收。 航空学院承担研制飞机机体、窗体顶端窗体底端发动机和地面无线电控制站的任务，并负责飞机的总装、总调和飞行试验。为此，他们迅速组成工作班子，集中全院的技术力量投入研制工作。1972年制造出两架原型机并首飞成功：1973年的第二次试飞;1975年进行的大高度中航程科研试飞，达到了预定目的;1976年又制造的两架全部使用了国产材料的样机，同年航空学院正式成立无人机设计研究所，下设总体、结构、发动机、自动控制、无线电等研究室率和部装、总装车间及环境模拟试验室。无侦5于1978年完成定型。1980年国家批准无侦5设计定型。1981年起开始装备部队，在部队训练和战术侦察中发挥了作用，是中国在无人机技术领域里的一次飞跃。 20世纪末，中国无人机发展提速，除了航空学院外，爱生技术集团公司(无人机研究发展中心)成为国一家主要的无人机研制生产厂商。它是航空工业总公

无人机集群系统侦察监视任务规划方法

无人机集群系统侦察监视任务规划方法 如何将无人机集群系统部署于大范围环境中进行侦察监视,是未来无人机军事应用的重要问题之一。一方面,环境中往往分布着大量动态变化的子目标/子任务,亟需自动规划算法,实现无人机集群系统在不确定条件下进行连续侦察监视 的快速规划;另一方面,无人机在复杂的环境中进行搜索时,往往需要人辅助提供一些关于环境的知识,所以需要设计良好的人与无人机进行交互的方式,实现在 人辅助下进行搜索。 基于此,论文的主要工作和创新点如下:(1)针对具有子模性规划目标的多智能体部分可观马尔科夫决策过程(MultiAgent Partially Observable Markov Decision Process,MPOMDP),首次提出了一种近似最优的多智能体在线规划算法。这种算法通过顺次分配技术(Sequential Allocation Technique)来依次计算每个智能体的策略,贪婪地最大化单个智能体对团队任务目标的边际贡献(Marginal Contribution),从而避免了直接考虑团队的联合策略(其导致的计算代价与智能体个数呈指数关系),使得计算复杂度随智能体个数呈多项式关系。 论文通过理论证明该算法具有很好的近似最优性能。创新性工作为:使用顺次分配技术来计算智能体的策略,相比于其他的搜索团队联合策略空间的方法, 这种方法具有很好的可扩展性,并能够满足问题的实时性要求。 (2)针对传递函数解耦的部分可观马尔科夫决策过程 (Transition-Decoupled POMDP,TD-POMDP),首次提出了具有良好可扩展性的在 线规划算法——传递函数解耦的部分可观蒙特卡洛规划(Transition-Decoupled Partially Observable Monte-Carlo Planning,TD-POMCP),即一种基于蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)和max-sum的分散式在线算法。TD-POMCP

无人机多机协同侦察系统关键技术

收稿日期：2016-10-15 修回日期：2016-12-07 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（61473227）作者简介：刘慧霞（1973-），女，陕西清涧人，博士，高级工程师。研究方向： 无人机目标跟踪及无人机侦察信息处理等。*摘 要：无人机作为信息战中的核心平台之一已经广泛应用于情报侦察、 战场监视以及地形测绘等领域，同时随着未来战争向信息化、网络化、体系化对抗的发展，单架无人机已无法满足情报侦察和战场监视任务中对复杂环境下信息、空间、时间的宽覆盖以及高分辨率需求，因此，无人机多协同或无人机与其他平台协同侦察将是未来战场上重要的军事侦察行动方式之一。回顾了无人机多机协同侦察的发展现状，讨论了多机协同侦察发展需要突破的关键技术。 关键词：无人机，多机，侦察协同，态势感知，信息融合中图分类号：TP753 文献标识码：A DOI ：10.3969/j.issn.1002-0640.2017.12.001 无人机多机协同侦察系统关键技术* 刘慧霞1，马丽娜2，李大健1，田雪涛2，席庆彪1 （1.西北工业大学第365研究所，西安710072；2.西安爱生技术集团公司， 西安710065）Research on Technologies for Multi-UAV Cooperative Reconnaissance LIU Hui-xia 1，MA Li-na 2，LI Da-jian 1，TIAN Xue-tao 2，XI Qing-biao 1 （1.No.365Research Institute ，Northwest Polytechnical University ，Xi ’an 710072，China ； 2.Xi ’an ASN Technology Group Co.Ltd ，Xi ’an 710065，China ） Abstract ：As one of the most important platform in the information warfare ，unmanned aerial vehicle （UAV ）has been widely used in intelligence reconnaissance ，battlefield surveillance and terrain mapping and other fields ，With the development of the information ，networking ，systematic confrontation for the future war ，a single UAV is impossible to meet the reconnaissance and surveillance missions in the complex battlefield environment ，which needs wide coverage in information ，space and time and higher resolution ，therefore multi-UAV cooperative reconnaissance or UAV joint other platforms will be the most important way in the future battlefield reconnaissance.The status of development of multi-UAV cooperative reconnaissance is reviewed and the key technologies are discussed for the future development of multi-UAV cooperative reconnaissance. Key words ：unmanned aerial vehicle ，multi-UAV ，cooperative reconnaissance ，situation awareness ，information fusion 0引言 无人机（UAV ）作为现代战争中必不可少的军 事装备，已得到广泛的应用，例如：目标侦察、监视、目标定位、目标截获、火炮校射、 电子对抗与反辐射攻击、通信中继、心理战、地形测绘、气象探测、电网攻击和作战效果评估等各个领域［1-4］。目前，世界上已有美国、以色列、 俄罗斯、南非等30多个国家和地区研制和生产无人机［5］。 在无人机能够承担的多种角色中，情报侦察、战场监视以及地形测绘是目前UAV 系统主要的作 战任务之一。UAV 可以用于战略、战役和战术侦察，能潜入敌目标上空进行昼夜侦察， 并向作战指挥中心准确地传输实时目标图像和信息， 使战场指挥官及时掌握战场情况，制定作战计划， 为取得战斗的胜利起决定性作用。 在美军制定的《2005~2030年无文章编号：1002-0640（2017） 12-0001-04Vol.42，No.12Dec ，2017 火力与指挥控制 Fire Control &Command Control 第42卷第12期2017年12月 1··

无人机在武警执勤处突中的运用

无人机在武警执勤处突中的运用研究 摘要 当下，武警部队对无人机通信侦察系统的军事需求主要为以下两个方面:一是由于武警部队是地面作业，对勘查区的勘察目标并不能做到完全有效的勘察，需要空中侦查，因此对无人机的空中侦查提出了需求，以弥补地面侦察监视能力自身存在的不足的不足；二是武警部队本身无线通信能力不足，由于现有的通行是以微波通信易为主，而微波极容易受到复杂外界干扰，会为勘察带来不变，但是以短波、超短波为主的无人机则排除了此项干扰，能有效增强无线通信的能力。 无人飞机（Unmanned Aerial Vehicle ,UA V），顾名思义机上无人驾驶、可重复使用、， 利用动力驱动的飞行器。无人飞机由于具有低成本、高机动和“零人员伤亡”等一系列特点 而广受推崇，特别是近几次局部战争的实践表明：在粗糙、执行难度大、地形特殊的一些任 务中，无人飞机是最好的任务执行候选。 关键词：无人飞机通讯武警运用

Abstrac At present, the armed police force is mainly the following two aspects of the UAV Communication Reconnaissance System of military demand: one is due to the armed police force is ground operations, to the exploration area prospecting target and can not be fully effective investigation, need air investigation, therefore puts forward demand for UAV air investigation, to make up for a lack of ground reconnaissance the monitoring capacity of its shortcomings; two is the armed police force itself wireless communication ability is insufficient, because the existing traffic is easy to microwave communication mainly, and the microwave extremely vulnerable to complex external interference, will bring into the investigation, but the UAV to shortwave, ultrashort wave dominated excluding the interference, which can effectively enhance the capacity of wireless Unmanned aircraft (,UAV), as the name implies, machine, reusable, unmanned, using power driven vehicle. Unmanned aircraft, due to its low cost, high mobility and "zero casualty" and a series of features and widely respected, especially the practice shows that the recent local wars: in the rough, difficult to implement, the special topography in some tasks, unmanned aircraft is the best candidate task execution Key Words：Unmanned aircraft Communication Armed Police Application

基于激光雷达的多旋翼无人机室内定位与避障研究

34 | 电子制作 2018年8月 超声波模块和距离报警模块，其中光流传感器及激光雷达装置，负责主要的定位和探测障碍物的功能。而超声波模块作为辅助，通过使用超声波代替激光，弥补在某些特定环境下激光失能时作为替代设备。 图1 控制集成电路板图 激光雷达如图2所示,使用360度全平面扫描型雷达， 扫描频率10Hz，采样频率8000次/秒，高达18米的探测 距离，足以应付一般室内定位的要求。 图2 激光雷达探测 激光雷达系统使用经典的三角测距算法来计算环境距离如图3所示,距离d=s·f/x/tan(beta)。 2 组合导航在提升导航系统的冗余度和精度方面，组合导航具有明 显的优势，依托传感器提供的互补信息来完成这一过程。针对任何一种组合导航系统，无论是采用的何种配置(惯性导 航、卫星导航、雷达、摄像机、多普勒测速仪、高度计等传基础。 图3 经典的三角测距算法事实上，在组合导航系统需求的引导下，组合导航的EKF 应运而生。在近几十年的发展中，非线性滤波在该行业取得了众人瞩目的成绩，更加领先的非线性滤波器在组合导航系统的信息融合策略中也逐步渗透其中，成为发展的趋势。依据含噪声的观测量，通过在线估计方法计算出系统的隐含状态，是滤波的最终目的。经过半个世界的快速发展，工程界和统计学界将非线性滤波作为重要的研究课题一直在继续。基于局部线性化(一阶 Taylor 级数展开)的EKF 是当前应用最广的方法。目前，众多的学科和工程领域都已离不开EKF 技术，获得了人们的高度青睐。虽然具有众多的应用优势，但是EKF 的收敛性在目前看来缺少可操作的理论证明。为了更好的克服EKF 的该弱点， Uhlmann 和Julier 共同指出，“对概率分布进行近似要比对非线性函数进行近似容易的多”，并针对该问题提出了更深入的研究结论即 Unscented 卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter，UKF)。基于随机服从高斯分布的前提下，排除针对系统模型的假设，即EKF 不要求系统的近似线性。UKF 不需要计算 Jacobian 导数矩阵，甚至可以应用于不连续统。 UKF 的变形也可以在一定程度上放松高斯分布的假设。可以证明:UKF 的理论估计精度优于 EKF。本方案使用中值滤波的算法对激光扫描仪数据进行处

军事侦察无人机空气动力学

军事侦察无人机空气动力学 【摘要】在军事侦察领域，无人机得到了广泛的应用，为侦察工作的开展提供了更多的保障。而就目前来看，军事侦察无人机在空气动力学方面存在一些特殊问题，值得无人机设计和操纵人员给予更多的关注。基于这种情况，本文对军事侦察无人机的空气动力学展开了分析，以期为关注这一话题的人们提供参考。 【关键词】军事侦察无人机空气动力学 在世界范围内，军事侦察无人机多为低雷诺数无人机，具有一定的空气动力学特性。加强该类无人机的空气动力学研究，则能够帮助无人机设计人员更好的完成无人机翼型的设计选型，从而确保无人机的飞行性能。此外，也可以帮助无人机操纵人员更好的了解无人机的飞行特点，继而更好的完成军事侦察任务。 1 军事侦察无人机及其空气动力学特点 所谓的无人机，其实就是无人驾驶飞机的简称，是目前最热门的军事装备研究项目之一。在使用的过程中，无人机虽然无需人在飞机内部操纵，但是仍然需要人在地面或其他飞机上操纵。但不同于普通飞机，无人机只需要在关键时刻操纵，比如降落、判断目标或作重要决策等时刻。在其他时

刻，无人机则可以按照预装的程序执行不同的任务，无需人的过多干预。所谓的军事侦察无人机，则是在军事侦察活动中应用的无人机。目前，较多国家的海军、陆军和空军已经开始利用无人机进行海陆空的侦察。在美国，用于地面侦察的无人机有“全球鹰”，可以利用光电探测系统、地搜索雷达等机载设备每日完成约103700km2土地的探测，并且利用卫星将录取数据实时发送给地面站。在国内，目前服役的军用侦察无人机为无侦-5型无人远程侦察机。自上世纪70年代开始，我国就开始仿制“火蜂”无人机，并将其命名为WZ-5型，需要利用母机运载和发射。而现役无人机也是由该种无人机改进而来，装有全球定位系统和惯性导航系统，利用涡轮喷气发动机提供动力，装有红外摄像机、光学和电视等设备，续航时间可达3小时，飞行高度可达17500m。 从空气动力学角度来看，军事侦察无人机需要满足隐身要求，所以其气动设计需要同时考虑气动性能和隐身性能要求。所以，该类无人机在气动外形上需要满足高升阻比和隐身要求，并且满足高机动性要求。为满足这些要求，大多无人机采取的都是无尾设计方案，一些则采取了推力矢量控制方案。针对无尾型无人机，其在气动力方面需要寻求全新操纵机构，然后利用该机构进行垂直尾翼的替代，从而为机身提供足够的偏航力矩，继而使无人机能够灵敏完成不同的动作。而多数无人机都会遭遇小雷诺数空气动力学问题，这也

侦察打击一体化无人机

侦察打击一体化无人机 发布时间：2009-3-9 10:12:56 侦察打击一体化无人机在执行侦察任务的同时，可以对高价值、时间敏感目标实施精确攻击，适应了信息化战争节凑快、强度高的特点，并且符合“非接触”、“零伤亡”的战争理念，有效降低了人员伤亡和舆论压力，在近几场局部战争和反恐战争中大量应用，显示了强大的作战效能。 侦察打击一体化无人机集侦察、攻击平台于一体，具有侦察、监视、目标捕获和对目标的实时打击能力，极大地缩短了从发现到摧毁目标的时间。侦察打击一体化无人机利用机载精确制导武器，可以执行“定点清除”、“斩首行动”等作战任务，实现对时间敏感目标出其不意的“猎杀”效果，并且具有长航时、隐蔽性强的优势，可以对敌地面目标进行持续压制。 侦察打击一体化无人机适应了信息化战争中战场态势瞬息万变、战机稍纵即逝的特点，大大提高了作战效力，目前世界各国已经纷纷展开相关的技术研究。其中，美国在侦察打击一体化无人机的研究上起步较早、投入较大，目前已有“捕食者”、“猎人”、“火力侦察兵”等多个型号取得成功。法国、以色列等国紧随美国，也展开对现有无人机的武装升级和侦察打击一体化无人机的研制工作。本文主要围绕“捕食者”无人机回顾侦察打击一体化无人机的发展历程，并对其发展方向和关键技术进行讨论。 “捕食者”A和“捕食者”B “捕食者”A原为通用原子公司开发的中空长航时无人侦察机，该机于1994年7月首飞成功，其生产型的军方代号为RQ-1L。RQ-1L曾在阿尔巴尼亚、科索沃战争中大量应用，执行侦察、目标定位、毁伤评估等任务，是唯一能提供战区范围内实时图像情报的无人机。科索沃战争后，在美国空军战斗司令官江珀的推动下，通用原子公司对RQ-1L无人机进行了挂载“海尔法”导弹的改进。改进后，无人机携带了AN/AAS-44（V）多频谱目标获取系统光电转塔，每侧机翼中段可以挂载一枚“海尔法”导弹。2001年2月，美国空军在加州中国湖靶场进行了“海尔法”（AGM-114C）导弹的发射试验，试验中RQ-1L在610m的高度上，以130km/h的速度发射导弹，准确命中了5600m外的静止坦克目标[1]。在后续的试验中，科研人员对RQ-1L无人机和“海尔法”导弹进行了诸多改进。RQ-1L换装了雷神公司的AN/AAS-52（V）多频谱目标指示系统光电转塔，使其具有了激光指示能力，光电/红外探测器的最大工作高度也提高到了9100m[2]。为了同先前的型号相区别，美国空军将具备攻击能力的RQ-1L 命名为MQ-1L，后又于2002年更改为MQ-1B。 MQ-1B无人机翼展14.85m，机长8.13m，最大起飞重量1020kg，任务载荷204kg，巡航速度126～ 162km/h，最大平飞速度204km/h，实用升限7260m，活动半径926km，最大续航时间42h。执行攻击任务时，MQ-1B无人机每侧机翼下可挂载一枚“海尔法”导弹。MQ-1B无人机任务载荷包括光电/红外传感

无人机侦察打击一体化武器系统发展

万方数据

无人机 备有第三代热成像仪、具有光学系统的彩色电视摄像机和激光目标指示器，具有逐像元的图像融合以及３模式自动跟踪功能，其转台的放大倍数高且瞄准线稳定精度高。ＭＱ－１Ｌ无人机中的Ｍ代表多用途，与以往只具有侦察和目标指示能力的ＲＱ．１区分开来，具有攻击地面目标和对地火力支援的功能，可加挂多种类型的武器装备。 另外，美国火力侦察兵垂直起降战术无人机也具有侦察打击一体化能力，能在以舰载地面控制站为中心的２７８ｋｍ的范围内搜集情报、监视和侦察 目标，利用红外传感器和光电视频为地面控制站提供清晰、实时的战场态势图，然后借助目标定位或激光指示器精确打击目标。 １．２无人机武器类载荷的发展状况 装备无人机的武器载荷要求体积小、质量轻、精度高、威力大、射程远、成本低，可有效攻击多种目标。当前以空地武器为主，主要包括小尺寸的航空导弹（幼畜导弹和海尔法反坦克导弹）、航空制导炸弹（ＧＢＵ－３９、ＧＢＵ一３８、ＧＢＵ．１２）、制导火箭弹（九头蛇－７０）和制导布撒器（ＣＢＵ．１０３／１０４／１０５）。而空空导弹则主要作为自卫武器，国外的研发单位准备为无人机装备近距ＡＩＭ．１２０导弹（还包括毒刺、西北风、ＡＩＭ－ｇＸ）和中距空空导弹，现正在进行打击各种空中目标的试验。此外，还可悬挂自主式空射诱饵ＡＤＭ－１６０。未来还可装备定向能武器，。主要包括大功率定向微波和固态高能激光等。，ＭＱ－９捕食者Ｂ无人机所携带的武器载荷可悬挂在翼下的六个挂点上（外侧外挂架挂载的最大武器载荷质量为７０ｋｇ，中心线上的外挂架挂载的最大武器载荷质量为１６０ｋｇ，内侧外挂架挂载的最大载荷质量为６８０ｋｇ），这些武器包括２２７ｋｇ航空制导炸弹ＧＢＵ一３８，未来可装备ＧＢＵ－３９和１１３ｋｇ的ＧＢｕ＿４０以及ＡＧＭ－６５幼畜空地导弹、ＡＧＭ一１１４海尔法反坦克导弹、低成本自主攻击系统（ＬＯ－ＣＡＡＳ）、ＢＡＴ智能反装甲武器、蝰蛇打击精确制导弹药等。．２００５年，美国空军为６架捕食者Ｂ无人机安装了一定数量的悬挂接头，现在可挂装１６枚ＡＧＭ．１１４海尔法反坦克导弹，４枚ＧＢＵ－３８或６枚ＧＢＵ．１２航空制导炸弹，可摧毁主战坦克、防空雷达或防．４８? 图１ＲＱ－ｌ捕食者无人机机载侦察吊舱 御工事。此外，正在进行挂装近距和中距空空导弹的试验，可大大提高无人机的攻击能力。 ２００２年，ＲＱ－５猎人侦察打击一体化无人机参加了阿帕奇武装直升机的试验，试验中驾驶直升机的飞行员控制了无人机及其机载系统。２００３年８月，进行了蝰蛇打击制导弹药的类似试验，７枚弹药击中了７个包括导弹发射装置、坦克和轻型卡车等不同类型的静止目标。 ２无人机侦察打击一体化武器系统的关键技术２．１多平台信息获取和多传感器信息融合技术信息化战争所体现的作战力量多元化、作战空间多维化、作战方式多样化决定了信息保障的全面性。这就要求无人机实现多平台信息获取，具体地说，要做到信息获取平台的高低结合（从外层太空、近太空、空中、地面到地下、水下）、远中近结合（远、中距和近距的信息获取）、静动结合（静态与动态的信息获取、对敌方静态与动态目标的信息获取），具有对多种信息获取手段所获得的信息进行分析和处理，提供目标的位置、类型以及其它军事状态（敌方意图、威胁程度等）的能力。多传感器信息融合技术其中的关键是多光谱图像的融合、多谱特征提取等技术。 ２．２不同类型目标的自动捕获、识别与信息处理技术 研究用于空空、空地作战中目标特征分析、模版提取技术、自动识别不同类型目标的技术、识别结果的性能评估技术，研究战争中目标信息、干扰 飞航导弹２００９年第６期 　万方数据