北京航空航天大学科技成果——基于连续帧的导盲仪组合路径规划

北京航空航天大学科技成果——基于双目立体视觉的车辆后方防撞安全预警装置成果简介提高交通安全和效率一直是汽车行业关注的热点问题。

防止车辆追尾和并道碰撞事故一直是车辆后方防撞安全预警装置的重点工作任务。

目前该类装置普遍采用雷达、激光或红外线探测作为车辆后方防撞的传感器，通过检测车辆的相对速度、加速度、距离对追尾和并道的危险性进行预警。

然而采用该类主动型传感器的车辆后方防撞安全预警装置无法区别车辆与其他障碍物（路障、道路栏杆、绿化带等），故而误报警率高；该类装置当车辆行驶在弯道、车道宽度变化路段或车辆不居中行驶等情况下，往往不能有效进行并道安全和防追尾预警；该类装置一般不能同时对车辆后方多个目标车辆进行实时监测，故而防撞预警能力有限；该类装置在并道安全预警时，一般仅将并入车道某预设范围是否有车作为报警的唯一依据，并未考虑车辆间相对车速、加速度和位置关系，因此是以牺牲交通通行效率来获得并道安全预警，且不能有效减少驾驶员的驾驶强度；该类装置在防追尾预警时，仅根据车辆间相对距离、加速度或速度等门限值来判断报警，没有针对不同行驶工况计算最佳安全车距，因而交通通行效率低，误报警率高，显然有待改进。

该项目通过双目立体视觉技术实现车辆防追尾和并道防撞预警，该预警装置通过车速传感器测得本车的车速，同时通过双目立体摄像机采集本车后方车辆（包括本车道车辆和相邻车道跟驰车辆）的状态信息和车道线信息，经过进一步处理获得后方车辆相对本车的距离、速度和位置，并结合车辆运动学模型的安全距离模型实时对车辆后方安全状况进行监控，分别以防追尾和并道预警信号灯，警示后车驾驶者保持安全车距和本车驾驶者注意并道安全。

该装置由5部分组成；车速传感器选用磁电式车速传感器，图像采集模块包括有镜头R、镜头L、COMS图像传感器R、COMS图像传感器L和支架；图像采集模块安装在车厢内的车顶后方；预警模块包括预警信号灯驱动模块、防追尾预警信号灯和并道预警信号灯；控制器模块包括有实时数字信号处理器、数据存储器、程序存储器、电源和外围通信电路；车速传感器将检测出的信号Vf和T传递给控制器模块；图像采集模块将采集的信号图像IR和IL传递给控制器模块；控制器模块处理所述信号Vf、T、IR和IL后产生预警灯控制信号I，并通过防追尾预警信号灯和并道预警信号灯分别向后车驾驶员和本车驾驶员发布防撞预警信息。

飞行器航迹优化与路径规划技术研究随着航空技术的不断发展，无人飞行器的应用范围日益扩大。

为了提高无人飞行器的飞行效率和安全性，航迹优化和路径规划技术成为当前研究的重点。

本文将探讨飞行器航迹优化和路径规划技术的研究现状，以及可能的应用和未来发展方向。

首先，我们需要理解航迹优化和路径规划的概念。

航迹优化是指通过调整无人飞行器的航迹，以达到最佳的飞行效果。

而路径规划则是指在给定的环境和约束条件下，确定无人飞行器的最佳飞行路径。

航迹优化和路径规划技术的目标是在满足飞行任务需求的基础上，最小化能量消耗、减少时间或降低风险等因素。

目前，航迹优化和路径规划技术主要应用于无人飞行器的自动驾驶系统和航线规划。

在自动驾驶系统中，航迹优化和路径规划技术可以实现自动驾驶、避障和飞行计划等功能。

在航线规划中，根据无人飞行器的起点、终点和任务需求，通过算法和模型确定最佳飞行路径。

在航迹优化和路径规划技术中，常用的方法包括基于规则的方法、遗传算法、模拟退火算法和优化算法等。

基于规则的方法是通过设定一系列规则和约束条件来确定最佳航迹和路径，但其局限性在于规则的制定和适应性较差。

遗传算法和模拟退火算法则是通过模拟进化过程和随机搜索来优化航迹和路径，具有较高的搜索能力和适应性。

优化算法则通过数学和数值模型来求解最佳航迹和路径的问题，具有较好的效果和可行性。

未来，航迹优化和路径规划技术将进一步发展和应用。

随着人工智能和机器学习的进步，无人飞行器的自主飞行能力将得到提高，航迹优化和路径规划技术也将发展成为更加智能和自适应的系统。

另外，随着无人飞行器应用领域的扩大，航迹优化和路径规划技术将涉及更多的复杂环境和任务需求，如避障、音频信号探测和多目标飞行等。

总结起来，飞行器航迹优化和路径规划技术的研究是当前航空领域的重点之一。

通过优化飞行路径，可以提高飞行器的飞行效率和安全性，降低能量消耗和风险。

未来，随着技术的进步和应用领域的扩大，航迹优化和路径规划技术将变得更加智能化和自适应，为无人飞行器的应用带来更多的可能性。

北京航空航天大学科技成果——高精度无人旋翼机
自主控制系统
成果简介
小型无人旋翼机具有垂直起降、悬停等特性，通过自身携带的各类传感器可以在危险区域或市区街道等狭窄空间执行观测、信息收集等任务，具有广泛的应用前景。

随着应用领域的拓展，小型无人旋翼机的工作环境也复杂多变，抗扰性强、稳定性高的小型无人旋翼机高精度控制成为研究的热点。

作为复杂的多输入多输出控制系统，小型无人旋翼机具有非线性、强耦合、控制难度高等特性。

并且小型无人旋翼机在飞行过程中存在多类干扰，如风扰、大气湍流、地面干扰、系统电磁干扰等，因此，小型无人旋翼机在扰动下的高精度控制是飞控系统的关键技术之一。

针对小型无人旋翼机在执行任务时控制性能容易受到外界干扰影响的问题，该项目开发出一种基于自适应神经网络和极点配置方法相结合的复合控制方法，对小型无人旋翼机在飞行中所受的多源干扰进行估计并抑制，实现大包络范围的高精度控制。

该技术针对小型无人旋翼机动力学模型，通过极点配置方法构建反馈控制系数矩阵来保证系统的初步稳定性；设计具有自主更新权值特性的自适应神经网络，基于误差信息构建自适应网络权值更新矩阵来在线更新神经网络的权值矩阵，实现对扰动的估计和抑制；并设计自适应阈值优化策略，基于时间窗口内的实际位置与期望位置的误差均方差，对自适应神经网络的控制残差上限阈值进行在线更新，降低控制残差上界不精确对神经网络扰动控制量的影响，进而优化自适应神经网络扰动控制量，实现复杂环境下的小型无人旋翼机高精度姿态控制。

该技术具有实时性好、动态参数响应快、对多源干扰适应性强等优点，可用于小型无人旋翼机复杂多源干扰环境下的高精度控制。

飞行器航迹规划与路径规划技术研究导言随着飞行器技术的不断发展和普及，飞行器航迹规划与路径规划技术也越来越受到关注。

飞行器航迹规划与路径规划是指在给定起飞点和目标点的情况下，确定一条飞行器航迹或路径，从而指导飞行器的飞行。

本文将就飞行器航迹规划与路径规划技术的研究现状、应用领域以及发展趋势等方面进行探讨。

一、航迹规划与路径规划技术的研究现状飞行器航迹规划与路径规划技术已有多年的发展历程，其中最主要的几个方向包括遗传算法、模糊控制和粒子群算法等。

这些技术各有优劣，但都能够满足不同领域的需求。

（一）遗传算法遗传算法是一种基于自然遗传变异和选择的寻优算法，其特点是具有全局搜索能力、高效率和适应性强。

针对飞行器航迹规划和路径规划问题，研究人员通过遗传算法来实现路径规划问题的优化，从而达到优化飞行器飞行时间和消耗燃料的目的。

（二）模糊控制模糊控制是一种能够有效解决复杂系统控制问题的方法，它允许使用模糊集合定义变量，这样可以使系统更加灵活，适应性更强。

研究人员通过模糊控制来实现飞行器航迹规划和路径规划问题的优化，从而达到优化飞行器的飞行性能的目的。

（三）粒子群算法粒子群算法是一种基于群体行为的寻优算法，其特点是具有全局搜索能力、搜索速度快等优点。

在飞行器航迹规划和路径规划问题中，研究人员通过粒子群算法来实现路径规划问题的优化，从而获得最优的飞行器航迹或路径。

二、应用领域飞行器航迹规划和路径规划技术的应用领域非常广泛，其中包括航空、地理、气象、海岸、水利等领域。

下面将分别介绍其主要应用领域。

（一）航空航空是飞行器航迹规划和路径规划技术最主要的应用领域之一。

在航空领域，飞行器航迹规划和路径规划技术被广泛应用于飞行器导航、空域管理、飞行计划等方面。

（二）地理在地理领域，飞行器航迹规划和路径规划技术主要应用于地图、地形、土地利用等方面。

例如，飞行器可用于制作高精度的地形模拟图，以及用于卫星图像处理。

气象领域是飞行器航迹规划和路径规划技术的重要应用领域之一。

北京航空航天大学科技成果——光纤光栅气压传感系统成果简介目前气象观测中，常用震动筒或电容膜盒传感器检测气压变化，包括飞行器中使用的气压式高度计，这些敏感元件（膜盒）仍是使用电子元件或者机械传动传感的方式。

这很容易受到电磁干扰的影响，比如雷暴天气或大功率的电磁波收发装置，研制一种体积小巧且抗干扰能力强的气压表成为迫切需要。

光纤光栅是20世纪90年代发展起来的新型光电子器件，经过10多年的发展，光纤光栅的制作技术日趋成熟，系统应用不断拓展。

由于光纤光栅的敏感变化参量为光的波长而不是光功率，与其他光纤传感器相比，它有许多独特的优势，例如：在一根光纤上可串接多个光栅传感器或在一根光纤上可以同时刻多个光栅，单独寻址；抗电磁干扰能力强；不受光源、传输线路损耗等因素所引起的对光强度变化的干扰；体积小，可以置于结构内；它的测量是绝对值，不需要校零；灵敏度高；抗潮湿、抗腐蚀能力强，可以在恶劣环境中长期使用。

光纤光栅测气压方面的研究较少，如利用边孔光栅的空气孔使光纤光栅发生应变，从而引起反射波长变化，从而计算出周围的气压。

但是其结构复杂，用光纤光栅传感横向应变，灵敏度低，并没有从工程应用上进行整体传感系统的设计与软硬件的实现。

还有利用光纤弯曲传感单元敏感真空膜盒的形变，光纤弯曲程度的改变会导致光纤中光功率的改变。

这种方法属于光强调制，相比光波长调制的方法精度较低，抗震性能较差。

该项目克服已有的技术局限，将光纤光栅传感器引入气压测量领域，提供了一种匹配型光纤布拉格光栅大气压强传感系统的方案。

其技术方案为：一种光纤光栅气压传感系统，该系统包括两部分：传感部分和解调部分；所述的传感部分包括敏感大气压力的真空膜盒和敏感真空膜盒的膜盒形变量的光纤光栅应变传感器，光纤光栅应变传感器通过用胶直接粘贴或通过悬臂梁传动的方式与真空膜盒连接，该传感部分输入量为大气压力，大气压力的改变引起真空膜盒的变形，这种变形对光纤光栅应变传感器进行波长调制；所述的解调部分包括可调谐滤波器、光电探测器和信号分析与处理模块，可调谐滤波器用扫描滤波的方式对光纤光栅应变传感器输出的经过波长调制的光信号进行滤波，经可调谐滤波器滤波的光信号进入光电探测器，可调谐滤波器的扫描电压与光电探测器输出的电信号进入信号分析与处理模块分析处理得到大气压力。

北京航空航天大学科技成果——全任务飞行模拟器系统
成果简介
全任务飞行模拟器（FFS，Full Flight Simulator）是在地面对飞行员进行飞机操作流程、驾驶技能、特情处置等任务训练的大型装备。

是综合性强、技术密集度高的高技术设备，涉及众多技术领域，如建模与仿真技术，计算机技术，自动控制技术，三维图像实时生成技术，宽视场角投影显示技术，全电动六自由度运动平台技术等，是当今众多高技术的集中载体。

广泛应用于飞行员训练和各类飞机论证、研制、测试、飞行品质认证全过程。

飞行模拟器是一个复杂的大系统，全任务飞行模拟器由十几个分系统构成。

直观上可分为模拟座舱、运动系统、视景系统、计算机系统及教员控制台等五大部分。

从总的角度看，飞行模拟器的硬件部分主要充当了人机交互界面和完成计算任务的功能。

而仿真软件则是完成飞行仿真的灵魂和核心。

技术水平
核心技术具有完全的自主知识产权；已形成多种机型的飞行模拟器系列产品，交付用户二十余套。

曾获国家科技进步一等奖1项、部级科技进步一等奖2项、部级科技进步二等奖5项。

北京航空航天大学科技成果——高灵敏度胶片数字
化RFD技术
成果简介
基于胶片的X射线照相检测结果非数字化，底片不易长期保存，查询、检索、管理困难；且评片过程劳动强度大，效率低。

为此开发了RFD系列高灵敏度X射线胶片数字化系统，将胶片高保真地转换为数字图像，在实现胶片管理数字化的同时，依托强大的数字图像处理软件提供电子辅助评片功能，显著提高工作效率，降低劳动强度。

RFD系列产品基于自主研发的具有国际先进水平的高保真胶片数字化技术而开发，通过扫描参数优化、降噪和图像反卷积恢复方法的应用，实现胶片的无失真数字化，在目前市场上所有同类产品中，具有最好图像质量、最高可靠性、一致性和工作效率，是工业部门实现数字化的基础，同时也是医院实施HIS、PACS和Tele Radio graphy 等必须配备的基本设备。

RFD系列产品由扫描仪、专业图像处理软件和计算机构成，包括RFD-100、RFD-200和RFD-300三种型号，可满足高、中、低端不同用户的需求，实现黑度从0-4.5的胶片数字化。

北京航空航天大学科技成果——电子信息系统电磁
兼容设计检测评估技术
成果简介
电子信息系统电磁兼容设计检测评估技术在系统方案论证阶段即进行电磁兼容设计：在电子信息系统进行功能、布局、结构规划设计的同时，建立基于结构图纸的电磁兼容数字仿真模型；分析电子信息系统内的场-场、场-路、路-路的干扰关联关系；建立基于电磁场方法系统模型、基于分布效应的场路耦合模型、基于路方法的行为级仿真模型，并建立等效干扰模型库；对全系统及分系统的指标进行量化分配，主要包括：频率指配、设备布局、元器件布局、辐射源辐射功率控制、发射带外衰减、接收灵敏度、接收带外抑制、屏蔽性能、电缆布局、电磁环境分布、舱体谐振特性、系统分系统及设备降级状况、设备安全性优先级等；对全系统进行“自顶向下”的电磁兼容预设计。

在工程实施阶段，通过数字仿真、半实物仿真、实物测试交互技术，对进一步暴露出的电磁兼容问题，进行加固方案设计及效果评估，并进行反复迭代，确保工业生产过程的电磁兼容控制；根据系统设计的特殊要求，研究电磁兼容实施标准和测试方法，在电子信息系统工程实施完成后，根据相应的标准和要求进行电磁兼容性试验，确认系统电磁兼容状况达到设计指标。

应用领域
该技术可以应用于日用电器及电子电气产品的电磁兼容设计、评估、工程控制和检测。

北京航空航天大学科技成果——复杂背景下多目标
精确跟踪系统
成果简介
多模跟踪器系统融合了可见光、红外、雷达、GPS等多种信息，完成对空中目标、海面目标的全天候高精度实时探测和跟踪。

该系统通过可见光、红外等传感器的数据融合和雷达等其它目标探测系统联网，可以自动识别空中、海面目标，并将目标图像信息实时传回指挥中枢。

该系统考虑了多种通用要求，集成了强大的软、硬件资源。

跟踪精度达到亚像素级精度。

该系统集成了如下技术：
1、红外、可见光的弱小目标实时检测技术；
2、多传感器数据融合技术；
3、目标退化遮挡时的特征提取技术；
4、目标超视场下精确跟踪技术。

应用领域
该系统的研究成果除了可以直接解决对空对海面的安防外，还可以用于航天器自主导航、交会对接、空中预警检测等领域；在工业领域检测、国土资源实时监控、交通和现代物流流量监控等民用领域也有广泛的应用前景，对提高我国国防力量和加快国民经济发展都具有重要的作用。