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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
屈晓波 吕永玺 王长青
探索了飞翼布局无人机的设计思路,完成了2种设计方案,利用CFD方法获得了该飞机基本气动数据,建立了方案B的CATIA三维数字样机,实现了实验平台的制作、装配和测试工作,基于该实验平台开展了一系列飞行实验。CFD计算结果和试飞数据验证了设计方法的可行性,体现了实验平台的通用性及良好的工程应用前景。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
温凯 陈缪
针对无人机培训教学的需求,研制了一款适用于无人机教学的全尺寸四旋翼无人机教学平台,并开发了配套的课程。该平台实现了将无人机带入课堂,并真实飞行,增加了无人机操作的安全性和便捷性。配套课程能够通过与无人机互动实现相关基础知识和理论的学习。该平台建立了逼真的飞行操作环境,具备教学和实时显示功能,可完成无人机的各种训练操作程序,既满足培训要求,又节约费用、降低风险,可以大大提高无人机培训效率,缩短培训时间。
关键词：
四旋翼无人机 教学平台 课程开发
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘子荣 张晓辉 刘军虎 李焱宇 王同辉
为探究太阳能无人机在飞行过程中飞行姿态与能量状态之间的耦合关系，该文设计了太阳能无人机姿态/能量耦合实验教学平台。该平台可有效模拟无人机俯仰、滚转和偏航姿态，实时测量不同飞行状态时太阳能机翼发电状态的变化，通过单轴转动实验和模拟飞行姿态的多轴转动实验，展示了姿态/能量耦合机理；通过引入最大功率点跟踪控制器，对比分析了不同控制算法的跟踪效果。实验结果表明该实验教学平台可直观展示太阳能无人机的能效特点，帮助学生认知太阳能无人机运动特征与太阳能机翼发电功率的耦合关系，可有效支撑太阳能无人机高能效飞行关键技术实验研究。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
马忠丽 刘宏达 张兰勇 彭秀艳
为帮助学生更好地学习微型无人机相关知识,设计建成一体化的微型四旋翼无人机半物理虚拟仿真实验平台。由可升降装置和万向节联结组成平台基底,地面站软件对四旋翼无人机进行在线控制,四旋翼无人机虚拟系统利用Unity3D搭建。通过虚拟运动场景搭建、运动控制和物理系统,完成四旋翼无人机的虚拟仿真实验。制作了四旋翼无人机组装动画,由实验平台的用户界面系统将实验平台的各个部分结合起来。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
方可 杨明 李伟
为了使本科生在"无人机飞控与作业系统"创新课上更直观地掌握所学知识,体验学生自己设计的控制逻辑在无人机上运行的效果,设计与开发了一套基于无线电遥控信号和电子开关的无人机作业系统实验平台,采用基于Mega8L单片机、APM9926场效应管等元器件,解决了遥控信号识别、作业通道高速开关、失控保护等方面的问题,实际运行情况证明该系统具有良好的快速性和可靠性。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张青松 贾山 陈金宝 徐颖珊 佘智勇 蔡成志 潘一华
轻量化是飞行器设计及优化的关键指标,直接影响飞行器的作战效能。该文针对大展弦比组合式无人机中的单体无人机承力结构设计及轻量化设计需求,建立组合体无人机单体机翼框架模型,提出了在气动循环载荷作用和疲劳寿命的约束下,对机翼主要传力构件进行拓扑优化的整体设计优化方法:首先,通过有限元方法分析机翼全工况下气动载荷;其次,在极限载荷循环作用下分析机翼全域的疲劳寿命特性;最后,通过拓扑优化技术对单体机翼承力框架进行体积优化设计,优化后机翼框架减重35%,有效实现了机翼框架的轻量化设计目标。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
穆凌霞 王斑 李青亮 曹少玮 张媛 谢雪嵩
针对基于视觉的无人机空中加油任务需求，设计了一套无人机空中加油锥套识别与对接导引模拟实验。采用基于YOLOv4-tiny的智能锥套检测算法，实现在环境变化情况下的锥套识别与定位；设计了一种基于视觉的对接导引律，通过调节无人机的飞行速度和角度实现对接导引。实验结果表明，YOLOv4-tiny检测锥套的准确率和速度满足自主对接的定位精度要求和实时性要求，在锥套静止和运动两种情况下，利用基于视觉的导引律可以实现无人机快速跟踪锥套，以完成自主加油过程。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
闵文芳 江朝晖 李想 姜贯杨 饶元
为高效、精准、及时地获取农作物的空间分布及其面积,建立了基于无人机平台和图像分析的大田作物检测方法:采用小型四旋翼无人机搭载高性能数码相机获取作物图像后,通过图元分割和目视解译获得目标样本,提取其21维颜色特征和3维纹理特征,采用BP神经网络分类器和像素累加法进行作物种类识别和面积测量。试验结果表明,系统对小麦、油菜、蚕豆和大蒜的平均识别率达86%,面积测量的平均相对误差约为9.62%。
关键词：
无人机 图像处理 作物种类识别 面积测量
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
傅隆生 房文泰 武振超 李瑞
在农业院校及相关科研生产单位中，无人机被广泛应用于果园的农情信息获取，但现有消费级无人机通常只装配RGB相机，常规的定高飞行随着距离增加可能出现不稳现象，导致数据偏差，影响后续计算分析。该文基于自行开发的无人机平台，装配Nvidia开发板搭载RGB-D相机，设计果园多参数获取实验。该无人机平台能够完成果园RGB-D数据的实时监测、多个参数数据获取及存储等功能，学生可通过参数获取实验中的实际操作实现相关基础知识和理论学习，同时，该无人机平台各部件易拆装且留有开源端口，便于学生进行自主研发。经大量测试及优化后，结合RGB-D技术的无人机平台精度满足教学科研要求，结合深度学习方法开展果园中苹果树的多参数估测实验案例研究（包括果树树高、冠幅长和冠幅宽），以期为本科、研究生的教学科研工作的开展提供支撑。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王博文 聂同 和孜轩 胡文信
近年来，地下空间灾害事故多发频发，如何利用全地形可灵活部署的无人机快速回传灾情数据是现代化应急管理体系建设的关键任务，电子信息等相关专业教学亟须进行面向地下空间的无人机应急通信网络实验和仿真。该文结合超图理论提出基于Q-learning的自适应动态信道选择算法，并利用ns-3网络仿真平台对网络环境模拟和网络性能测试进行了仿真实验设计，验证了该算法具有在高动态场景下有效提升网络平均吞吐量的能力，可为无人机应急通信网络场景化教学实践平台的建设打下坚实基础。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
马瑞升 杨斌 张利辉 刘志平
为探索林火监测的新手段,提高森林安全管理水平,将实时视频传输和计算机技术相结合,研制了林火监测任务设备,并与无人机飞行平台共同构成了微型无人机林火监测系统。以林区火场影像为样本,像素RGB值为分类依据,使用统计产品与服务解决方案软件进行聚类分析,得到基于颜色特征的烟雾识别模型。该模型经过光谱特性改进和消噪处理后,对于试验影像的烟雾识别率在77%以上。利用该模型,系统可在飞行中实时完成对地面火情的探测并给出报警提示。在飞行试验的基础上,提出无人机林火监测系统的飞行作业流程,并讨论了系统运行的经济性和目前存在的问题。无人机林火监测系统同样可用于林区气象探测、可燃物和病虫害调查等方面,切实提高林区管...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李璇 张豪杰 杨鸿文
针对无人集群网络实验教学中理论与实践脱节、实验成本高昂、测试稳定性不足以及存在潜在安全风险等挑战，构建了一套无人集群网络仿真实验教学平台。该平台基于高保真的自组织网络模拟技术，集成无人集群算法、飞行控制仿真以及网络效能评估，实现了多系统分布式联合仿真，有效支撑了无人集群网络的仿真验证。在教学过程中，通过平台的直观演示，有助于学生加深对无人集群网络理论的理解，提升学习积极性。该平台提供的开放式接口，能够使学生自主设计并验证通信模型、网络协议和集群算法等模块，实现“学以致用”，激发创新实践能力。
关键词：
无人集群 网络仿真 实验教学
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
高梦阗 韩继良 冯晓春 林娜 阮俊虎
为解决农业社会化服务平台下植保无人机“单基站-多无人机”模式任务分配调度的精细化匹配问题，建立了任务分配调度的两阶段混合整数规划模型。首先，引入了考虑温度影响下的农药药效可变时间窗、植保无人机农田中飞行模式选择、变动耗电速率等农业参数变量，在快速精准解决农户分散的植保需求条件下，求解出植保无人机任务分配调度的成本最小化目标；然后在保证其他参数不变的情况下，分别改变植保无人机的电池额定续航时间、农田中的飞行模式、温度对应的最佳药效可变时间窗和需求大小4个参数，研究了植保成本的改进情况。结果显示，各植保无人机搭载续航时间长的电池、在农田中选择长边转弯栅格形飞行、选用发挥最佳药效温度范围大的农药种类和提高单位时段平台服务量上限策略，分别可以降低40.02%、12.45%、21.17%和39.19%的植保成本。以上结果表明，引入了具体农业生产要素的混合整数规划的模型科学有效，更适用于农服平台的植保无人机任务分配调度。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
胡改玲 桂亮 权双璐 郭婷 王永泉 王军平
针对四旋翼无人机飞行过程中遇到信号干扰时姿态控制性能变差的问题,设计了基于串联模糊自整定PID控制器。系统采用串级PID控制算法,在内环角速度控制器中加入了模糊自整定PID参数控制器,提高了系统稳定性和抗干扰能力。在无人机飞行控制实验过程中响应速度快,振荡幅度小,缩短了系统稳定的调整时间。在该实验系统的基础上开设了本科生开放创新实验——四旋翼无人机控制系统设计,有效提高了学生专业知识运用能力和创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
黄海南 沈正航 徐锦强 陈诚
将无人机视频数据采集应用于车辆驾驶行为分析实验设计中。实验设计了无人机性能学习、无人机操作学习、视频数据采集、视频数据处理以及车辆驾驶行为分析等环节。该实验的目的是使学生掌握先进的数据采集和应用工具，深入了解车辆驾驶行为特征，为今后从事驾驶行为研究和智慧交通建设工作奠定基础。
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