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公开(公告)号：CN114879718B
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN202210812232.1
申请日：2022-07-12
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提供一种具有栅格舵的飞行器的控制方法，包括以下步骤：构建栅格舵面的空气动力学计算模型；基于所述栅格舵面的空气动力学计算模型，使用CFX仿真软件进行模拟仿真，得到在亚音速环境下栅格舵的气动特性，其中，采用非结构嵌套网格和结构网格相结合的方式对模拟仿真时完成的计算域进行网格划分；针对所述栅格舵的气动特性设计自抗扰控制器，实现栅格舵对飞行器的控制。本发明基于精度更高的仿真模拟方式得到栅格舵在亚音速环境下的气动特性，并且基于自抗扰控制器进行控制，能够大大提高对飞行器的控制效果，从而提高飞行器的飞行性能。
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公开(公告)号：CN115406447B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202211348263.2
申请日：2022-10-31
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明涉及无人机定位技术领域，尤其涉及一种拒止环境下基于视觉惯性的四旋翼无人机自主定位方法，首先设计前端数据处理模块，预处理双目相机图像信息和IMU测量信息，对图像进行改进的快速特征提取与跟踪，并将图像帧与IMU帧对齐，给出IMU预积分形式；其次基于滑动窗口模型构建位姿估计最小化误差函数，减少位姿估计的累积误差；最后利用词袋模型进行回环检测，消除漂移，构建全局一致的运动轨迹，实现完整的无人机自主定位。本发明方法不依赖于传统的GPS系统与繁琐的地面站控制，仅靠重量较轻的双目相机与IMU，并通过机载计算机进行实时处理，能够有效提高无人机的高机动自主定位性能，具备高精度、高可靠性的优点。
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公开(公告)号：CN115100555A
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN202210894224.6
申请日：2022-07-27
Applicant: 南京理工大学
IPC: G06V20/17 , G06V20/10 , G06V10/40 , G06V10/774
Abstract: 本发明涉及无人机森林火灾预测技术领域，尤其涉及一种云雾环境下基于多运动特征的森林火灾烟雾检测方法，包括：对无人机高空巡检过程所拍摄到的疑似烟雾区域进行提取；对提取的疑似烟雾区域的图像进行光流场分析，得到光流角度比率之和，并初步判别；对提取区域进行二维离散小波变换分解为高低频多种频域的图像；采用皮尔逊相关系数统计图像的连续帧之间高低频的相关性；依据联合判据对提取的疑似烟雾区域再次判别，得到疑似烟雾区域最终判别结果。本发明不需要依赖其他传感器和高性能的机载计算机，有效减轻无人机的负载，且与深度学习的算法相比，前期无需制作大量的数据集训练，提高了检测速度，保证了无人机在巡检过程中的实时性。
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公开(公告)号：CN114740900A
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202210645880.2
申请日：2022-06-09
Applicant: 南京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明涉及无人机飞行控制技术领域，尤其涉及一种基于容错控制的四旋翼无人机精准降落系统及方法，降落系统包括飞行器、飞行控制器、激光测距仪、视觉传感器、容错位置控制器和GPS模块，Openmv4传感器通过识别降落平台上的地标来获取相对坐标，降落平台上的地标采用Apriltag标识码，飞行控制器接收降落平台上的地标的相对坐标，并将相对坐标传输给容错位置控制器，容错位置控制器确保GPS模块在弱GPS信号下飞行器仍可成功着陆到降落平台上。本发明解决了GPS信号易受干扰、误差大以及单纯依赖视觉效率低、易受光照干扰的缺点。
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公开(公告)号：CN115406447A
公开(公告)日：2022-11-29
申请号：CN202211348263.2
申请日：2022-10-31
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明涉及无人机定位技术领域，尤其涉及一种拒止环境下基于视觉惯性的四旋翼无人机自主定位方法，首先设计前端数据处理模块，预处理双目相机图像信息和IMU测量信息，对图像进行改进的快速特征提取与跟踪，并将图像帧与IMU帧对齐，给出IMU预积分形式；其次基于滑动窗口模型构建位姿估计最小化误差函数，减少位姿估计的累积误差；最后利用词袋模型进行回环检测，消除漂移，构建全局一致的运动轨迹，实现完整的无人机自主定位。本发明方法不依赖于传统的GPS系统与繁琐的地面站控制，仅靠重量较轻的双目相机与IMU，并通过机载计算机进行实时处理，能够有效提高无人机的高机动自主定位性能，具备高精度、高可靠性的优点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114779649B
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210677612.9
申请日：2022-06-16
Applicant: 南京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及无人机飞行控制技术领域，尤其涉及一种四旋翼无人机悬挂负载运输控制方法，本发明通过双目相机可以获取准确的负载摆角信息，同时所设计的运输控制方法能够使无人机悬挂负载运输系统准确、稳定的跟踪期望轨迹，并且使负载的摆动减至最小，以保证所运输负载的安全，不需要依赖于高精度的传感器，不需要搭载高性能的机载计算机，有效减轻无人机的负载，提高无人机续航能力，具备重量轻、高可靠性、高精度的优点。
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公开(公告)号：CN114879718A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210812232.1
申请日：2022-07-12
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提供一种具有栅格舵的飞行器的控制方法，包括以下步骤：构建栅格舵面的空气动力学计算模型；基于所述栅格舵面的空气动力学计算模型，使用CFX仿真软件进行模拟仿真，得到在亚音速环境下栅格舵的气动特性，其中，采用非结构嵌套网格和结构网格相结合的方式对模拟仿真时完成的计算域进行网格划分；针对所述栅格舵的气动特性设计自抗扰控制器，实现栅格舵对飞行器的控制。本发明基于精度更高的仿真模拟方式得到栅格舵在亚音速环境下的气动特性，并且基于自抗扰控制器进行控制，能够大大提高对飞行器的控制效果，从而提高飞行器的飞行性能。
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公开(公告)号：CN114740900B
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210645880.2
申请日：2022-06-09
Applicant: 南京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明涉及无人机飞行控制技术领域，尤其涉及一种基于容错控制的四旋翼无人机精准降落系统及方法，降落系统包括飞行器、飞行控制器、激光测距仪、视觉传感器、容错位置控制器和GPS模块，Openmv4传感器通过识别降落平台上的地标来获取相对坐标，降落平台上的地标采用Apriltag标识码，飞行控制器接收降落平台上的地标的相对坐标，并将相对坐标传输给容错位置控制器，容错位置控制器确保GPS模块在弱GPS信号下飞行器仍可成功着陆到降落平台上。本发明解决了GPS信号易受干扰、误差大以及单纯依赖视觉效率低、易受光照干扰的缺点。
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公开(公告)号：CN115100555B
公开(公告)日：2022-11-15
申请号：CN202210894224.6
申请日：2022-07-27
Applicant: 南京理工大学
IPC: G06V20/17 , G06V20/10 , G06V10/40 , G06V10/774
Abstract: 本发明涉及无人机森林火灾预测技术领域，尤其涉及一种云雾环境下基于多运动特征的森林火灾烟雾检测方法，包括：对无人机高空巡检过程所拍摄到的疑似烟雾区域进行提取；对提取的疑似烟雾区域的图像进行光流场分析，得到光流角度比率之和，并初步判别；对提取区域进行二维离散小波变换分解为高低频多种频域的图像；采用皮尔逊相关系数统计图像的连续帧之间高低频的相关性；依据联合判据对提取的疑似烟雾区域再次判别，得到疑似烟雾区域最终判别结果。本发明不需要依赖其他传感器和高性能的机载计算机，有效减轻无人机的负载，且与深度学习的算法相比，前期无需制作大量的数据集训练，提高了检测速度，保证了无人机在巡检过程中的实时性。
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公开(公告)号：CN114840027B
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210766349.0
申请日：2022-07-01
Applicant: 南京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供一种异构四旋翼飞行器编队姿态容错控制方法，包括以下步骤：构建时变故障和不确定函数影响下的异构四旋翼飞行器编队姿态动力学模型，其中，所述模型包含姿态角和姿态角速率的动态方程；使用无向图理论，确定所述异构四旋翼飞行器编队中四旋翼飞行器之间的通信拓扑关系；根据领航者的姿态信息，构造跟随者的编队姿态跟踪误差系统；基于反演控制和时变障碍李雅普诺夫函数为每一个跟随者的姿态角环设计虚拟控制器；根据所述虚拟控制器对跟随者的姿态角速率环开发实际控制器。本发明能够在时变执故障存在情况下依然可以对领航者四旋翼飞行器姿态实现快速、高精度跟踪。
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