本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)地面操作站增強(qiáng)合成視景技術(shù)研究

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【摘要】：隨著無人機(jī)應(yīng)用的越發(fā)廣泛,如何保障無人機(jī)的安全飛行與任務(wù)執(zhí)行逐步成為無人機(jī)操控人員必須面對的一大挑戰(zhàn)。特別是由雨、雪、霧、沙塵、夜視等天氣條件引發(fā)的退化視覺環(huán)境,會嚴(yán)重降低無人機(jī)操控人員的態(tài)勢感知能力,從而危及無人機(jī)的飛行安全和任務(wù)效率。合成視景系統(tǒng)與增強(qiáng)視景系統(tǒng)已經(jīng)在載人飛機(jī)領(lǐng)域證實了能夠為飛行員提供飛機(jī)座艙外部場景的有效顯示,從而有力的“穿透”退化視覺環(huán)境,保障飛行安全。為了提升無人機(jī)在低空、超低空復(fù)雜環(huán)境下的飛行安全和任務(wù)效率,解決退化視覺環(huán)境問題對無人機(jī)操控的影響,增強(qiáng)無人機(jī)操控人員的態(tài)勢感知能力,本文提出了面向無人機(jī)地面站的增強(qiáng)合成視景系統(tǒng),開展了以下研究工作:首先,分析了本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究意義,探討了合成視景、增強(qiáng)視景及無人機(jī)地面站的概念、內(nèi)涵、功能及結(jié)構(gòu)組成。其次,設(shè)計了無人機(jī)地面操作站框架,并基于此提出了增強(qiáng)合成視景系統(tǒng)的設(shè)計,闡述了系統(tǒng)組成及各功能模塊的含義與作用,明確了三大核心組件:傳感器數(shù)據(jù)成像、儀表符號生成、增強(qiáng)感知處理。接著,分析了退化視覺環(huán)境的成因與解決方案,比較了幾種圖像傳感器的成像效果與性能,研究了退化視覺環(huán)境與傳感器圖像的仿真方法。然后,設(shè)計了專門用于無人機(jī)的飛行儀表,包括主飛行顯示儀、平視顯示儀、發(fā)動機(jī)儀表、電子地圖、雷達(dá)、導(dǎo)航顯示儀等,提出并實現(xiàn)了能夠凸顯地面障礙物的三維保形符號,針對無人直升機(jī)著艦應(yīng)用開發(fā)了著艦儀表集。最后,重點研究了增強(qiáng)感知技術(shù),包括垂直剖面顯示、空中高速通道、地形感知與威脅告警、威脅區(qū)域指示等元素,詳細(xì)探討了它們的原理和實現(xiàn)方法,分析了其在增強(qiáng)操控人員態(tài)勢感知能力方面的重要作用�；谏鲜鲅芯�,本文利用計算機(jī)仿真的方法,結(jié)合無人直升機(jī)著艦和無人機(jī)低空偵查任務(wù),實現(xiàn)了增強(qiáng)合成視景演示軟件,以退化視覺環(huán)境仿真、傳感器成像作為無人機(jī)座艙外部場景,以飛行儀表和三維保形符號展示飛行狀態(tài)信息和飛行前方的地面障礙,以增強(qiáng)感知技術(shù)全方位輔助、提升無人機(jī)操控人員的空間認(rèn)知。結(jié)果表明,增強(qiáng)合成視景系統(tǒng)可以有力的支持無人機(jī)飛行任務(wù),能夠降低場景信息的理解難度,提高障礙物的識別速度,減輕操控人員的工作量和精神壓力,有效的提升無人機(jī)操控人員的態(tài)勢感知能力。此外,本文開發(fā)的軟件可以作為增強(qiáng)合成視景系統(tǒng)的模擬和訓(xùn)練平臺,為后續(xù)的機(jī)載做試驗準(zhǔn)備。
【關(guān)鍵詞】：退化視覺環(huán)境 態(tài)勢感知 增強(qiáng)合成視景系統(tǒng) 三維保形符號 增強(qiáng)感知
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V351.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號對照表12-13
• 縮略語對照表13-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 研究背景和意義16-19
• 1.1.1 研究背景16-18
• 1.1.2 研究意義18-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.3 本文內(nèi)容與結(jié)構(gòu)22-24
• 第二章 增強(qiáng)合成視景系統(tǒng)的分析與設(shè)計24-40
• 2.1 增強(qiáng)合成視景系統(tǒng)分析24-28
• 2.1.1 合成視景系統(tǒng)24-25
• 2.1.2 增強(qiáng)視景系統(tǒng)25-26
• 2.1.3 增強(qiáng)合成視景系統(tǒng)26-28
• 2.2 無人機(jī)地面操作站總體設(shè)計28-30
• 2.2.1 地面操作站結(jié)構(gòu)設(shè)計28-29
• 2.2.2 系統(tǒng)各功能模塊描述29-30
• 2.3 無人機(jī)外部場景成像30-38
• 2.3.1 座艙外部場景仿真30-32
• 2.3.2 退化視覺環(huán)境模擬32-35
• 2.3.3 傳感器成像模擬35-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第三章 儀表和符號的設(shè)計與實現(xiàn)40-60
• 3.1 飛行狀態(tài)儀表40-52
• 3.1.1 主飛行顯示儀40-42
• 3.1.2 平視顯示儀42-47
• 3.1.3 發(fā)動機(jī)儀表47-49
• 3.1.4 電子地圖49-51
• 3.1.5 雷達(dá)51-52
• 3.1.6 導(dǎo)航顯示儀52
• 3.2 三維保形符號設(shè)計52-56
• 3.2.1 著陸地標(biāo)設(shè)計53-54
• 3.2.2 障礙物符號設(shè)計54-56
• 3.3 著艦儀表集56-57
• 3.4 儀表與符號的實現(xiàn)57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-60
• 第四章 操作站顯示處理的設(shè)計與實現(xiàn)60-70
• 4.1 垂直剖面顯示60-62
• 4.2 空中高速通道62-64
• 4.3 地形感知與威脅告警64-67
• 4.4 威脅區(qū)域提示67-68
• 4.5 其它手段68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 第五章 地面操作站演示軟件的設(shè)計與實現(xiàn)70-84
• 5.1 軟件總體規(guī)劃70-72
• 5.1.1 設(shè)計內(nèi)容70
• 5.1.2 顯示布局70-72
• 5.2 軟件開發(fā)流程72-74
• 5.3 地面操作站演示軟件的實現(xiàn)74-83
• 5.3.1 地形數(shù)據(jù)與模型的配置74
• 5.3.2 顯示配置74-75
• 5.3.3 飛行路徑設(shè)置75
• 5.3.4 儀表的添加與關(guān)聯(lián)75
• 5.3.5 操作與運行75-83
• 5.4 本章小結(jié)83-84
• 第六章 總結(jié)與展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 致謝92-94
• 作者簡介94-95

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 周焱;;無人機(jī)地面站發(fā)展綜述[J];航空電子技術(shù);2010年01期

2 程金陵;徐世寧;嚴(yán)林芳;;民用飛機(jī)駕駛艙綜合顯示系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[J];民用飛機(jī)設(shè)計與研究;2009年04期

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本文編號：1099634