Connect with us

Hi, what are you looking for?

Наука и технологии

Представлена передовая технология для БПЛА

Представлена передовая технология для БПЛА
Представлена передовая технология для БПЛА

Передовая технология БПЛА: новый метод динамического отслеживания целей в условиях отсутствия GPS.

В исследовании, опубликованном в журнале Engineering, представлен новый метод визуального слежения на основе изображений (IBVS) для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для отслеживания динамических целей в условиях отсутствия GPS.

В исследовательской статье, озаглавленной «Динамическое отслеживание целей беспилотных летательных аппаратов при непредсказуемых помехах», представлен комплексный подход, который решает задачи оценки скорости цели, оценки глубины изображения и стабильности отслеживания при наличии внешних помех .

В предлагаемом методе используется сконструированная виртуальная камера для получения упрощенной и развязанной динамики изображения для малоактивных БПЛА. Принимая во внимание неопределенности, вызванные непредсказуемым вращением и скоростью динамических целей, исследователи разработали уникальную модель глубины изображения, которая расширяет метод IBVS для отслеживания вращающихся целей с произвольной ориентацией. Эта модель обеспечивает точное отслеживание особенностей изображения и плавную траекторию вращающейся цели.

Для оценки относительных скоростей между БПЛА и динамической целью был разработан наблюдатель скорости. Этот наблюдатель устраняет необходимость в измерениях поступательной скорости и снижает помехи управления, вызванные измерениями, содержащими шум. Кроме того, был введен интегральный фильтр для компенсации непредсказуемых возмущений окружающей среды, тем самым повышая способность БПЛА противостоять помехам.

Стабильность наблюдателя скорости и регулятора ИБВС была тщательно проанализирована с использованием метода Ляпунова. Сравнительное моделирование и многоэтапные эксперименты были проведены, чтобы проиллюстрировать устойчивость слежения, противопомеховую способность и надежность слежения предлагаемого метода с динамической вращающейся целью.

Основные вклады этого исследования включают:

  1. Новая модель глубины изображения: исследователи предложили уникальную модель глубины изображения, которая точно оценивает глубину изображения, не требуя информации о вращении отслеживаемой цели. Эта модель позволяет применять предложенный контроллер IBVS для отслеживания динамических вращающихся целей с произвольной ориентацией.
  2. Наблюдатель скорости: специальный наблюдатель скорости был разработан для оценки относительных скоростей между БПЛА и динамической целью. Это позволяет использовать предлагаемый метод в средах, где отсутствует GPS, при одновременном уменьшении помех системы управления, вызванных шумовыми измерениями скорости.
  3. Интегральный фильтр: Интегральный фильтр был разработан для оценки и компенсации непредсказуемых возмущений, включая ускорение динамической цели и возмущения окружающей среды. Это повышает способность БПЛА справляться с неизвестными движениями динамической цели и внешними возмущениями.

В заключение, в этом исследовании представлен динамический метод IBVS, который значительно улучшает характеристики отслеживания БПЛА при наличии непредсказуемых помех. Используя наблюдатель скорости , новую модель глубины изображения и интегральный фильтр, предлагаемый метод демонстрирует повышенную стабильность отслеживания, способность противостоять помехам и надежность.

Стабильность метода была тщательно проанализирована с использованием теории Ляпунова, и были проведены моделирование и эксперименты для проверки его эффективности.

Теги: квадрокоптер, навигация, связь