《幾何/拓撲混合空間中的仿生導航方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由張禮廉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：幾何/拓撲混合空間中的仿生導航方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張禮廉
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
無人武器裝備已成為國家間軍事博弈的重要力量和新的常規威懾手段。目前的無人系統主要依賴於衛星導航技術和無線電遙控技術實現幾何空間的導航定位。在“導航戰”的挑戰下，這些導航方式面臨著衛星信號和無線電遙控信號被電磁干擾或欺騙而導航失效的巨大風險。本項目以仿生學為基礎，通過模擬動物的導航機制，綜合套用偏振光、視覺以及微慣性感測器，研究適用於無人系統的幾何/拓撲混合空間中的仿生自主導航方法：(1)為了實現濾波器恆速更新，設計了基於三視圖幾何的慣性/視覺/偏振光導航算法；(2)為了提高複雜環境中場景識別的魯棒性，設計了基於話題的場景機率描述方法；(3)為了克服場景識別中的多重匹配假設問題，設計了基於神經元模型的混合空間導航方法。本課題的研究為大範圍、長航時的無人系統導航提供新的理論和技術支撐，能有效提高無人武器裝備的戰場生存能力和環境適應能力。
結題摘要
本項目以衛星或無線電信號拒止條件下的無人系統自主導航需求為牽引，在幾何空間航跡推算方面，設計了偏振光定向算法，發展了兩視圖幾何視覺的基礎理論，提出了偏振光/視覺/慣性深組合導航算法；在拓撲空間節點識別方面，設計了慣性/視覺里程計輔助的序列圖像匹配算法、基於慣性輔助的格線細胞多尺度匹配算法以及基於多尺度網路特徵的場景匹配算法；在混合空間導航方面，設計了基於航向約束/位置約束的混合空間仿生導航算法。實驗結果表明，算法在取得較高定位精度的同時，有效的提高了導航系統的魯棒性和實用性。本項目的研究成果為大範圍、長航時的無人系統導航提供新的理論和技術支撐，能有效提高無人武器裝備的戰場生存能力和環境適應能力。項目資助發表SCI論文15篇（其中計算機視覺的頂級期刊IJCV論文兩篇，TPAMI論文1篇），EI論文8篇，申請專利4項。培養博士研究生4名（其中3名已畢業），碩士研究生2名（均已畢業）。項目投入直接經費22萬元，支出12.45萬元，剩餘9.55萬元，剩餘經費計畫用於後續研究支出。
