在无人机为载体的基础上进行对目标场景的三维重建,就是结合无人机和计算机视觉技术,利用无人机操作灵活性,视角可控制性等优点。为实现更加完整的三维模型的重建,提出一种基于多图像拼接三维重建算法。基本思路是在无人机为载体的基础上,从不同方向获取目标物体的图像,通过自标定方法获取相机内参数,采用图像拼接融合技术对多幅图像分析、合成,从而最大限度地对建筑物场景的各种特征信息的描述。进一步对拼接融合后的图像进行特征点提取和点云匹配,从而获取全景图空间特征点三维点云,获得一个较为真实的重构对象的三维模型。实验结果表明,改进后的重构方法的精度较高,适合在许多场景三维重建的应用。

光伏组件工作一段时间后会产生裂纹、热斑等故障,针对裂纹的大小不同对光伏组件发电量的影响不同的问题,提出了一种基于改进Otsu算法的图像处理方法对光伏组件裂纹部分进行分割、提取、量化。改进Otsu算法是在传统Otsu算法的基础上对顶帽变换后的图像进行灰度值拉伸并计算阈值的方法。首先,通过透视变换法,将无人机航拍的光伏组件进行倾斜校正,从校正图像中截取出单片光伏板的图像;其次,运用顶帽变换与改进Otsu算法相结合的方法对图像中的目标区域进行分割提取,并标记提取区域;最后,计算标记出的目标区域即裂纹的面积。实验结果表明透视变换与改进Otsu算法相结合的方法可以自主完成从航拍得到光伏板图像到裂纹面积计算的全过程,且改进Otsu算法对光伏板图像的处理具有运算速度快,计算效果好的优势。

目前无人机机翼大规模采用复合材料,因为性能优越的复合材料具有很好的可设计性,所以对于复合材料机翼的研究十分重要。基于ANSYS和MATLAB联合调用技术提出了一种固定翼无人机机翼结构/材料一体化设计的优化方法将翼梁位置的结构参数和机翼各元件材料的铺层参数作为设计变量,机翼结构质量为目标函数,采用遗传算法对机翼进行优化。通过对某型固定翼无人机机翼进行优化设计,结果表明一体化设计优化方法能够在满足强度、刚度性能的约束下,最大程度地减轻结构质量。

为解决无人机在自主降落过程中目标模型识别和目标模型距离获取等问题,提出了一种基于yolov4算法和单目视觉技术的识别测距算法。通过yolov4算法对目标模型进行训练,利用相机小孔成像的原理,计算出目标模型到无人机的距离。所提出的无人机单目测距算法,通过无人机仿真平台进行实验,实验数据分析结果表明测量的距离误差率在5%之内。该研究可用于实现无人机精准自主降落。

裂缝是测定道路工程质量的一个重要指标,不同的裂缝类型关系到不同的坏裂走向及路面养护策略,所以对混凝土路面裂缝进行分类十分重要。针对于传统的检测方法成本高,劳动强度大等问题,采用了四旋翼无人机视觉检测技术,选择了支持向量机的分类器,提出了一种基于裂缝投影的方向性特征,裂缝骨架的端点特征以及裂缝骨架与横纵网格交点数目比的特征对道路裂缝进行分类的方法,并与其它特征做了对比实验。结果表明本法对于道路裂缝的分类具有较高的准确率和较强的适应性。

任务分配问题是多无人机协同控制的关键技术之一。在深入分析多无人机任务分配问题特点的基础上，对现有模型进行了扩展，建立了多无人机协同任务分配的混合整数线性规划（MILP）模型。对现有粒子群算法进行了改进，提出一种具有较强全局搜索能力的多子群多阶段粒子群算法，开展了粒子群算法在多无人机协同任务分配问题中的应用研究，主要针对粒子群算法的编码策略、约束处理、算子选取、参数设置等方面进行相应的调整和改进。最后对算法进行了仿真，仿真结果表明了该方法的有效性。

从工程实用角度出发计算了某型大展弦比太阳能无人机不同设计阶段的主结构设计载荷。在初始设计阶段,通过求解平衡方程和采用涡格法计算了气动载荷分布和刚性飞机的结构载荷;在详细设计阶段,通过叠加弹性模态,采用全机配平法计算了弹性飞机的载荷。对关键的设计工况还采用了精细方法进行校核,校核结果与计算结果吻合较好,表明该计算可用于工程实践。

轻型光电载荷是挂装无人机或直升机的搜索、探测设备,光电载荷的主要功能是通过光电传感器对目标进行搜索、探测、识别、跟踪,并对它们进行定位,属于被动侦察系统。转塔是轻型光电载荷中的一个重要组成部分,它为光学传感器提供了物理载体,是实现稳定跟踪功能的执行部件。结构设计是在所限定的空间范围内,设计一套结构框架系统来实现功能要求,正确分配机械精度以保证产品的精度;在设计过程中要充分考虑振动、冲击、电磁干扰、腐蚀等机载环境要求。试飞结果表明：轻型光电载荷为地面指挥控制系统提供的探测图像清晰,目标相对于无人机器的位置数据信息准确。

叙述了高空长航时无人机的现状和作用,讨论了它的主要气动特征,评述了可行的分析、设计技术.认为XFOIL技术具备了处理边界层转捩、分离、分离泡的能力,可望在我国高空长航时无人机的气动设计中发挥一定作用.

以液压马达驱动的无人机液压弹射系统为研究对象，给出了无人机弹射起飞和弹射后小车缓冲制动减速的工作原理。基于AMESim分别建立了无人机弹射起飞和小车缓冲制动减速仿真模型，分析了蓄能器最高蓄能压力、蓄能器体积、卷筒半径、插装阀通径、双向马达排量对无人机弹射起飞速度及位移的影响规律。研究了缓冲溢流阀开启压力对小车制动过程速度、位移和液压马达缓冲腔压力的影响规律，为无人机液压弹射系统的设计与优化提供指导。