本文關鍵詞：無人機地面操作站增強合成視景技術研究

  更多相關文章： 退化視覺環(huán)境 態(tài)勢感知 增強合成視景系統(tǒng) 三維保形符號 增強感知

【摘要】：隨著無人機應用的越發(fā)廣泛,如何保障無人機的安全飛行與任務執(zhí)行逐步成為無人機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,會嚴重降低無人機操控人員的態(tài)勢感知能力,從而危及無人機的飛行安全和任務效率。合成視景系統(tǒng)與增強視景系統(tǒng)已經在載人飛機領域證實了能夠為飛行員提供飛機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。為了提升無人機在低空、超低空復雜環(huán)境下的飛行安全和任務效率,解決退化視覺環(huán)境問題對無人機操控的影響,增強無人機操控人員的態(tài)勢感知能力,本文提出了面向無人機地面站的增強合成視景系統(tǒng),開展了以下研究工作:首先,分析了本課題的國內外研究現狀及研究意義,探討了合成視景、增強視景及無人機地面站的概念、內涵、功能及結構組成。其次,設計了無人機地面操作站框架,并基于此提出了增強合成視景系統(tǒng)的設計,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:傳感器數據成像、儀表符號生成、增強感知處理。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,設計了專門用于無人機的飛行儀表,包括主飛行顯示儀、平視顯示儀、發(fā)動機儀表、電子地圖、雷達、導航顯示儀等,提出并實現了能夠凸顯地面障礙物的三維保形符號,針對無人直升機著艦應用開發(fā)了著艦儀表集。最后,重點研究了增強感知技術,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,詳細探討了它們的原理和實現方法,分析了其在增強操控人員態(tài)勢感知能力方面的重要作用�；谏鲜鲅芯�,本文利用計算機仿真的方法,結合無人直升機著艦和無人機低空偵查任務,實現了增強合成視景演示軟件,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,以增強感知技術全方位輔助、提升無人機操控人員的空間認知。結果表明,增強合成視景系統(tǒng)可以有力的支持無人機飛行任務,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合成視景系統(tǒng)的模擬和訓練平臺,為后續(xù)的機載做試驗準備。
【關鍵詞】：退化視覺環(huán)境 態(tài)勢感知 增強合成視景系統(tǒng) 三維保形符號 增強感知
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 國內外研究現狀19-22
• 1.3 本文內容與結構22-24
• 第二章 增強合成視景系統(tǒng)的分析與設計24-40
• 2.1 增強合成視景系統(tǒng)分析24-28
• 2.1.1 合成視景系統(tǒng)24-25
• 2.1.2 增強視景系統(tǒng)25-26
• 2.1.3 增強合成視景系統(tǒng)26-28
• 2.2 無人機地面操作站總體設計28-30
• 2.2.1 地面操作站結構設計28-29
• 2.2.2 系統(tǒng)各功能模塊描述29-30
• 2.3 無人機外部場景成像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38-40
• 第三章 儀表和符號的設計與實現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)動機儀表47-49
• 3.1.4 電子地圖49-51
• 3.1.5 雷達51-52
• 3.1.6 導航顯示儀52
• 3.2 三維保形符號設計52-56
• 3.2.1 著陸地標設計53-54
• 3.2.2 障礙物符號設計54-56
• 3.3 著艦儀表集56-57
• 3.4 儀表與符號的實現57-58
• 3.5 本章小結58-60
• 第四章 操作站顯示處理的設計與實現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69-70
• 第五章 地面操作站演示軟件的設計與實現70-84
• 5.1 軟件總體規(guī)劃70-72
• 5.1.1 設計內容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74-83
• 5.3.1 地形數據與模型的配置74
• 5.3.2 顯示配置74-75
• 5.3.3 飛行路徑設置75
• 5.3.4 儀表的添加與關聯(lián)75
• 5.3.5 操作與運行75-83
• 5.4 本章小結83-84
• 第六章 總結與展望84-86
• 參考文獻86-92
• 致謝92-94
• 作者簡介94-95

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

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

2 程金陵;徐世寧;嚴林芳;;民用飛機駕駛艙綜合顯示系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[J];民用飛機設計與研究;2009年04期

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本文編號：1099634