无人机系统建设方案设计(初稿子)--李仁伟--2018.09.21

实用标准文案

监管场所无人机系统

建设方案

北京创羿兴晟科技发展有限公司

2018.9

目录

目录

目录 (1)

一、概述 (2)

1.1、背景 (2)

1.2、应用 (2)

1.3、方案依据标准规范 (3)

二、系统介绍 (5)

2.1、系统功能 (5)

2.2、功能及产品介绍 (5)

2.2.1、六旋翼无人机主机 (5)

2.2.2、航拍摄像 (12)

2.2.3、空中抛投 (25)

2.2.4、通信中继..................................... 错误！未定义书签。

2.3、无人机综合管控指挥平台 (29)

2.3.1、平台内容 (30)

2.3.2、软件架构 (31)

2.3.3、通信架构 (31)

2.3.4、客户端界面 (32)

一、概述

1.1、背景

无人机产业发展至今，已经成长为了一个完整的体系，在这个体系之下，无人机从功能上细分到了各个领域，除了航拍、植保等功用之外，无人机也在勘察、安检等领域拥有不错的发挥，其中安全巡逻无人机已经成为无人机市场中的一匹迅速崛起的黑马，并且还在不断地快速成长。运用高科技手段对监狱工作提供技术支持已刻不容缓。作为高度戒备监狱，监狱押犯规模大、在押罪犯刑期长、犯群结构复杂，为积极整合资源、推动高新技术应用、完善综合保障机制、增强突发事件应对能力。

无人机可完成包括巡航、实时监控、取证拍摄等一体化飞行及监控任务，并能将高清视频或高像素照片实时传输到执法终端。今后，它不仅会用于监管设施及周边区域的隐患排查，维护监管安全，为监狱指挥中心作出实时部署提供第一手资料；它还对开展隐蔽督察、视频督察、掌握狱情灾情和处置突发事件发挥重要作用。

1.2、应用

无人机系统在监管场所中的应用主要体现在如下几个方面：

一）、日常巡查

旋翼无人机具有大航程和长滞空时间的优势，适用于监管场所进行日常的例行自动飞行巡查。

日常巡查是利用无人机沿固定巡逻航线执行，可挂载可见光电视吊舱实时监控园区及周边的所有状况，通过数据链将视频实时回传至监控中心。指挥中心值守人员通过大屏图像即可观察监管场所内的服刑人员情况。无人机的自动化和大航程优势，可以大大提升巡查频率，减少巡查漏洞和空白期。

换装红外热成像吊舱后，可执行夜间巡查任务，真正做到可全天候执勤，而且能实时发现人体人员，大大避免人员逃脱等安全事故的发生。

二）、应急指挥

1）在监管场所重大活动或发生突发事件时，无人机可提供“上帝视角”，通过实时图像回传、组织协调、指挥现场突发事件。当无人机进行实时图像传输时，可全面的了解警情及危险区域和人员，能做到全局把控，做出有效判断，合理部署突发方案及分配安保资源。

2）通过扩音器，远距离有效，下达指令。突发事件现场比较混乱，所以很难有效、快速的进行安保行动，最终会导致行动难以展开，造成不良后果。但是如果在无人机上安装扩音器，就可以实施远距离的通信，下达指令。

1.3、方案依据标准规范

GJB 2347-1995《无人机通用规范》

GJB 3060-1997《无人机电气系统通过规范》

GJB 5433-2005《无人机系统通用要求》

GJB 5201-2003 《无人机飞行控制与管理系统通用规范》GJB 5434-2005《无人机系统飞行实验通用要求》

GJB 5435-2005《无人机强度和刚度规范》

GJB 1389系统电磁兼容性要求

GJB 150.1A-2009军用装备实验室环境试验方法

GJB 17军用装备电磁兼容性管理指南

GJB 4108-2000军用小型无人机系统部队试验规程

二、系统介绍

2.1、系统功能

根据前述监管场所的特殊情况分析，一套完善的无人机系统应包含如下组成部分和功能：

1）、无人机综合管控平台。包括省级、市级、县级等分级管控功能，综合管理下辖无人机飞行任务，记录飞行日志及可管控执行任务。

2）、航拍功能。通过挂载可见光及非可见光镜头，实现全天候航拍功能，为人员突发警情状况提供全方位资料，视频信号可实时回传至指挥中心或前进指挥部。

3）、自动巡航功能。通过地面站规划航线后，无人机可沿设定航线自动巡航，航拍监管区域，及时掌握实时动态。

4）、喊话功能。在无人机上挂载喊话模块，可对地面进行空中喊话，包括录播及实时功能，对违法目标进行警告和威慑。

5）、热成像功能。在无人机上挂热成像设备，可实现夜间巡视监控。保证监管场所7*24小时不间断监控。

6）、照明功能。无人机挂载照明设备后，可在夜晚对警情现场提供照明，方便搜寻危险目标及疏导人群导视等。

7）、物品抛投功能。加挂抛投组建后，在突发行动中，可将瓦斯、催泪弹、闪光弹、烟雾弹等定点精准抛投至违法人员地点，为镇压违法犯罪人员提供更多时间。

2.2、功能及产品介绍

2.2.1、六旋翼无人机主机

基于六旋翼的无人机飞行平台搭载不同的任务载荷实现不同的任务功能，飞行时间长、载重量大、抗风性好、防雨全天候设计，是该飞行器最大的特点。

CY-X6L六旋翼无人机外观

CY-X6M六旋翼无人机外观

2.2.1.1、概述

CY-X6系列无人机是本公司自主研发设计的一款专业级多旋翼飞行器，具有卓越的动力冗余特性，抗风特性，可适应高海拔地区地区工作。CY-X6具有超过65分钟的超长续航时间，适用于长时间航拍侦测；可设定飞行器自动巡航路线，自动飞行、自动降落，智能巡航，亦可指点飞行，所指即所飞；高度模块化设计，采用插拔式快拆结构，整机可收纳在航空箱内，运输便携方便。

该飞行器机身采用先进的航空复合碳纤维材料。整机设计符合空气动力学原理，螺旋桨气动效率极高，具有作业安全、稳定可靠、高效节能、维护方便等特点；

监狱巡查监控任务载荷上安装专利技术设计的自动稳定智能云台和独特结构的增稳减震器，提供高质量、稳定的视频拍摄画面，支持拍摄图像实时回传地面站，第一时间获取现场状况。

配套安装白昼/夜视双模摄像机，对目标区域进行巡逻侦察；

配套安装热红外成像摄像机，对目标区域进行巡逻侦察，发现热源自动警告；

监狱巡查监控任务载荷上可安装红蓝警用闪灯表明身份，并搭载高音量扬声器/强光照明灯对违法目标进行警告和威慑;

2.2.1.2、特性

系统特性：

?全碳纤维机身，刚性好，重量轻碳纤维湿法成型技术，一体成型工艺。

?气动布局合理，结构轻，强度高。

?先进控制系统，支持全自主飞行，飞行稳定，任务精度高。

?动力强劲，续航时间长、控制距离远，支持多种任务载荷，满足各种行业

需求。

?支持失控返航，断桨保护，具有较好的抗雨雪能力，抗7级风（14米/秒风

速）

?卓越的动力冗余，可在5000米高海拔处正常工作

?地面站功能强大，可满足用户对各种视频和信号的实时采集和监控。

?配合系留供电系统可以24小时连续滞空

飞行特性：

垂直起降，不受场地限制

传统遥控器手动精准控制

一键起飞，一键降落，自动返航

航线规划，自主飞行

即点即到，指点飞行

飞行数据实时监测

环境适应性：

适用高海拔5000米以上地区使用

环境温度低于-30°下可正常使用，

抗风能力不低于7级

平均无故障时间350小时

手持式接收机：

●手持式接收机专门为无人机图传系统设计，可安装在遥控器上，使得飞控

手在操控飞行器的同时可以实时查看镜头视角，更加准确的追踪拍摄目标

易拆装特性：

该飞行器采用无工具快拆设计，无需工具即可完成机臂、脚架、云台、电池仓各部分的拆卸与安装

拆解组件安装在专业航空箱内以便保存与运输，并配有专业的减震隔离装置

2.2.1.3、特色功能说明

1）微型图传接收机功能

为了实时观测航拍图像，便于控制飞行器姿态，该系统特意配备了微型图传接收机，实时接收飞行器传回的高清图像。

微型图传接收机采用5英寸彩色显示屏，内置可持续工作2小时的高性能锂电池，具有HDMI输出接口，该接收机可安装在遥控控制器上，便于飞手操作时同步观看图像，相比传统的一人操作飞行器，一人观看航拍图像，节省了一个地面操作人员，既提高了人员效率，也避免了两人沟通中造成的操作失误。

2）空中航拍追踪

在特定空域内，可通过多旋翼飞行器进行定期巡航，发现可疑目标时，可通过手动操控实现对目标的跟踪航拍，同时航拍的画面实时传输至远端指挥中心和地面操控端。

2.2.1.4、技术参数

CY-X6无人机技术参数：

2.2.2、航拍摄像

无人机的航拍功能，主要通过挂载不同的摄像吊舱实现。每一种摄像吊舱均包括摄像机、自稳云台、高清图传发射、防雨结构组成。

摄像吊舱分为可见光吊舱及热成像非可见光吊舱两大类，可见光吊舱包括广角镜头、10倍变焦镜头及30倍变焦镜头三种，另外还有一类配备可见光及热成像镜头的双光吊舱。

2.2.2.1、广角吊舱

高清广角摄像功能吊舱，内置云台、GoPro摄像机、高清图传发射机，总共重量不超过500g，摄像机可录制4K音视频，视场角大。

广角摄像吊舱1）、主要特点

?防尘防雨设计，全天候使用；

?快拆设计，可方便安装拆卸云台；

?俯仰和横滚两轴增稳；

?高精度无刷电机直驱控制；

?全铝合金制作；

?独立IMU反馈控制；

?轻量级重量；

?镜头前端4K高清录像

2.2.2.2、10倍变焦吊舱

10倍光学变焦摄像吊舱内含10倍光学变焦摄像机、自稳云台、高清图传发射机，总共重量不超过600g。

对于高空航拍不可接近的物体或场景时，可通过操作光学变焦摄像机镜头拉伸进行观察，更清晰、更高效的完成任务。

1）、主要特点

?防尘防雨设计，全天候使用；

?快拆设计，可方便安装拆卸云台；

?俯仰和横滚两轴增稳；

?高精度无刷电机直驱控制；

?全铝合金制作；

?独立IMU反馈控制；

?轻量级重量；

?10倍光学变焦镜头，清晰度高

10倍变焦吊舱设备图

2.2.2.3、30倍变焦吊舱

高清30倍光学变焦摄像功能吊舱，内置云台、30倍高清变焦摄像机、高清图传发射机，总重1500g，摄像机有效像素213万。

搭载长距离变焦镜头，能清楚准确锁定目标

2.2.2.4、热成像吊舱

配置单独热成像摄像功能吊舱，热像仪解析度640x512，同时内置高清低延时图传发射机、自稳云台等，和其他前述云台吊舱可自由快速替换。

热成像吊舱是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备，可以搭载在无人机上在空中寻找发热点、温度分布等等。配置热成像摄像头，解析度解析度640x512，分辨率高，可有效发现目标。挂载热成像吊舱实现夜视监视侦察，因为是被动红外，对热点敏感，能有效发现温度高的目标。

夜晚侦查，让热源目标无处可藏。由于采用被动红外，不易被其他目标人员发现无人机踪迹。

最新版航拍无人机系统项目解决方案

最新版 航拍无人机系统项目解决方案

摘要： 本系统是一种稳定、快速的经济型航拍无人机系统，系统总体包括：机体、摄像机、OSD模块、GPS模块、数据发射和接收模块、电源模块、动力模块、遥控设备和显示系统。本系统的特征是：选用了市场上廉价的KT板做机身材料，采用合式组合结构和固定上单翼设计；优化数据发射和接收模块、GPS模块和遥控接收机的组合，将高度集成的微型摄像机、数据传输和GPS模块安装在机身，显示系统通过数据接收机将航拍信息显示在显示屏，操作人员可在地面通过监视屏幕掌握飞机的飞行状态和获取航拍信息，系统采用手抛式起飞。本系统的优点是：机身制作简单，维修方便，价格低廉，既轻盈又坚固，飞行速度快，并具有一定的载重能力，信号抗干扰性强，操作简单，实用方便。 关键词：航空模型视频采集与传输

前言 随着今年国家的各项政策决议，无人机航拍、遥感市场将在未来几年迎来跨越式发展的新契机。低端航拍无人机的应用，远不止航空拍摄、航空摄影、航拍这么一点。随着用户的快速增长，目前航拍的功能要求也逐渐增多，主要有对森林防火、地震调查、核辐射探测、边境巡逻、应急救灾、农作物估产、管道巡检、保护区野生动物监测、军事侦察、搭载航拍电子设备进行科研试验、海事侦察、保钓活动等方面间接接触的航拍应用需求。此外，在环境监测、大气取样、增雨、资源勘探、禁毒，反恐、消防航拍侦察等方面，无人机航拍将大显身手。西方发达国家主要采用料油缸、涡喷和涡扇发动机，玻璃钢、铝合金、碳纤维等高新昂贵材料，先进的航电设备和高精航拍设备。 国内工业部门（包括院所和航空、航天集团公司）研制的无人机技术高于民营企业，目前无人机在我国毕竟首要用于军事用途，所以高空、高速、中远程、长航时、大载荷等类型的无人机，几乎全部是由航空集团、航天集团以及院校研制与生产，主要是应付军队的需求。但随着国家信息化建设，地球信息技术产业发展，民用无人机市场会逐渐得到重

无人机喷洒农药控制系统设计

无人机喷洒农药控制系统设计 陈爱国 （泰州学院，江苏泰州２２５３００） 摘　要：农药喷洒采用无人机技术能减少环境污染、提高喷洒效率。现对无人机的控制量进行重点设计，使无人机能够精确跟踪无线指令，满足现代农业对农药喷洒的需求。 关键词：多旋翼无人机；农药喷洒；控制系统；设计 ０　引言 我国是农业大国，其农药喷洒主要由人工完成，这种方式 已经严重威胁到工作人员的身心健康，且对农药的利用率低。无人驾驶飞机ＵＡＶ（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ）是近年来发展比较快、在很多领域都有应用的一种新技术装备，在农业生产中使用多旋翼无人机技术进行农药喷洒作业有独特的优点，比如作业高度低、定点定向喷洒、解放人力、效率高、维修成本低等，特别是旋翼产生的涡流，可以使农药喷雾更好地附着在农作物上，提高农药防治病虫害的效率。 １　总体设计 无人机结构简单 、维修方便，其控制系统一般采用模块化设计，总体结构如图１所示。 图１　系统组成框图 多旋翼无人机的结构比较复杂，它需控制６个自由度，需 要利用精度高的传感器和精确的姿态数据。与无人机通讯采用无线方式，主要控制旋翼电机，控制电机的信号一般采用ＰＷＭ波形即可，输出给电子调速器。 ２　硬件设计 硬件的选择较为关键，在系统设计时需充分考虑微处理器的数据处理精度和浮点运算能力、传感器型号、各类芯片级联电平的匹配等问题。比如微处理器采用ＳＴＭ３２Ｆ４２７ＶＩＴ６，集成加速度和三轴陀螺仪的ＭＰＵ６０００芯片，电子罗盘采用ＨＭＣ５８４３芯片，气压传感器采用ＭＳ５６１１芯片。在无线通讯时，直接采用ＰＰＭ（ＰｕｌｓｅＰｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式对控制系统进行信号的控制，为了更好地控制无人机姿态，还需采用超声波测距模块，用来锁定无人机的高度。 硬件系统结构设计如图２所示，无人机运行时，旋翼电机产生的电流较大，且无人机姿势不断变化，其控制电流随之变化，会产生电磁干扰，造成通讯控制信号出错， 特别是超声波测距模块与控制芯片不能直接级联，需要进行电平转换， 如图３所示。 图２　硬件系统结构图 图３　电平转换电路 为了防止旋翼电机在姿态变化时，反向电压通过电子调速 器反馈给微处理器，可能造成电压过大烧毁器件，需要加接隔离电路。同时为了有效控制电机转速，采用高频ＰＷＭ 信号控制电机转速，更需要隔离电路，如图４所示。 图４　隔离电路 ３　软件设计 软件程序设计，必须满足无人机喷洒各种控制要求，主要 包含三大部分：第一，需要考虑无人机与遥控器之间的通讯联系，特别是各种姿态控制量发生变化时，无人机能及时响应，若发生通讯异常，一般采用中断程序来判断，执行中断后，无人机能执行既定程序并报警；第二，输入信号捕获，（下转第１１５页）

Agisoft photoscan在无人机航空摄影影像数据处理中的应用

Agisoftphotoscan在无人机航空摄影影像数据处理中的应用 摘要：根据航空摄影测量数据处理的实践与经验，对利用Agisoftphotoscan软件进行无人机获取的影像数据进行处理，生成数字地表模型（DSM）和正射影像图（DOM）进行了探讨。 Abstract：According to the practice and experience of the management of aerial photography and survey data processing，this paper discussed the application of Agisoftphotoscan in UAV image data processing and the production of digital surface model （DSM）and digital orthophoto map （DOM）. 关键词：Agisoftphotoscan；影像数据；建模；处理 Key words：Agisoftphotoscan；image data；modeling；dispose 0 引言 随着航空摄影测量技术的飞速发展，利用低空无人飞机进行航空摄影获取遥感数据已成为现实。但由于无人机飞行姿态不稳定，所获取的影像存在旋片角大、畸变严重等现象。由于以上特点，利用传统的航空摄影测量数据处理软件处理无人机航摄数据时，工作量大，工作周期长。Agisoftphotoscan软件是AGISOFT公司出品的3D扫描系统，在影像的快速拼接，DEM、DOM快速生成方面具有自己的优势。本文以青海省格尔木市夏日哈木镍钴矿区的无人机影像数据为资料，利用photoscan作为数据处理工具，就影像自动快速拼接、正射影像图（DOM）及三维地表模型（DSM）的生成方法进行了探讨与研究。 1原始数据的特点及来源 利用无人机航空摄影获取影像数据，速度快，效率高，但无人机航测不同于传统的大飞机航测，因为它体积小，重量轻，姿态稳定性方面不如大飞机，在飞行过程中伴随自驾仪对其姿态的不断调整，有时会产生较大的旋片角。而且由于所搭载的相机毕竟不如专业大飞机航测所用的相机，其影像畸变也较为严重。不过随着科学技术的不断发展及处理无人机航测影像软件的技术不断改进，以上问题已经得到解决和验证。 本测区影像数据就是通过无人机航空摄影测量技术所获取的，其分辨率按设计要求为0.2米，设计航高为1100米，实施航飞共计四个架次，布设40条航线，总航程445.83公里，测区范围总面积达120平方公里（图1），获取原始照片数据2185张（图2）。 2数据处理软件Agisoftphotoscan的分析介绍 Agisoftphotoscan是俄罗斯Agisoft公司研发的3D扫描软件，这是一款基于影像自动生成高质量三维模型的软件，它根据多视图三维重建技术，可以对任意照片进行处理，小到考古摆件，大到大量航片数据处理，软件仅通过导入具有一定重叠率的数码影像，便可实现高质量的正射影像生成及三维模型重建，整个工作流程无论是影像定向还是三维模型重建过程都是完全自动化。 我们将PhotoScan引入无人机航空摄影测量数据处理应用当中，结合夏日哈木矿区无人机航飞数据，实现了航测成果中DOM和DSM产品的生产。 实践结果得出它可以创建高分辨率的带有真实地理参考的正射影像（使用控制点可达5cm精度）以及高质量带有详细彩色纹理的数字地表模型，并可以将成果转换到大地坐标或者工程坐标系中。 3数据生产流程 3.1原始数据预处理及作业设备。根据无人机的用途及种类的不同，无人机所获取的POS数据其文件格式也各有不同，这里首先要将POS数据格式做一定的修改，让其能顺利导入软件PhotoScan当中去。 3.2导入影像。本测区面积较大，获取的影像数量较多，PhotoScan在处理这种大数据

无人机系统解决方案

长江流域无人机低空遥感应急执法系统解决方案 近年来，突发灾难，严重威胁人民的生命和财产安全，随着应急装备的迅速发展，各种智能化的装备也在突发实践中逐渐崭露头角，以智能无人机做为快速出击查看灾情的方式也越来越被决策层所重视，不断被国内外的一些执法部门采用，智能无人机在处理突发事件、事故灾难等方面的时候都可以发挥出重要作用并可以轻松应对。 智能无人机的优点是成本低，易操纵，具有高度灵活性，可超低空飞行等特点，从空中完成特殊任务，在执行特殊任务时，一般不会造成人员伤亡，生存能力强，机动性能好，使用方便。 无人机能利用承载的高灵敏度照相机可以进行不间断的画面拍摄，获取影像资料，并将所获得信息和图像传送回地面，供指挥者进行科学决策和判断；成为一种不可多得的重要工具。 对于长江流域的全方位应急遥感系统的建设，我们提出以一体化车载无人机发射和指挥调度系统的解决方案来完成这一需求。 本套系统由一台商务车一架油动固定翼无人机及弹射架和两架电动固定翼无人机，车载地面站，车载无人机影像处理系统（实时高清图传和航片处理拼接软件），以及地面无人机指挥调度中心组成。 商务车是经过改装的，可以同时容纳一架一架油动固定翼无人机及弹射架和两架电动固定翼无人机，车载地面站，车载无人机影像处理系统，另外还可以乘坐包括司机在内的3名机组人员。

车载无人机系统一： 油动固定翼无人机可以工作的范围：往返200~300公里，飞行高度在4000米以下，可以实施1：500，1：1000，1：2000等专业航拍任务，还可以搭载高清摄像机，把空中拍摄到的实时高清画面的传输到地面控制系统上，供指挥者参考。 该机型起飞用弹射架，不受场地限制，降落伞降安全易操作。 详细指标： 机长 2050mm 翼展 2400mm 机身高 450mm 起飞全重 15KG 飞行高度 4000M 巡航速度 110KM 燃油载荷 4.5L 任务载荷 3-5KG 载荷舱体积 25*22*18CM 续航时间 2~3小时 发动机功率 4KW 最大抗风能力 6级 失速速度 60KM/H 控制距离 20-60km 起降方式弹射、滑跑/滑降/伞降 无人机系统二： 电功固定翼无人机，可进行快速小范围测图和侦察，可快速起飞，将正在发生的灾情和违法活动及时拍下高清照片或高清视频实时传回地面。工作范围1~3个平方公里，飞行高度在6000米以下，可以适合高海拔地区的作业。 机身长:1200mm 翼展:1600mm 机身高:250mm

无人机电源系统方案设计

无人机电源系统方案设计 电源系统是由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备等和相关的配电线路组成的总体。下面就是小编整理的无人机电源系统方案设计，一起来看一下吧。 在设计无人机用的电源系统时，设计人员所关心的参数是尺寸、重量、功率密度、功率重量比、效率、热管理、灵活性和复杂性。体积小、重量轻、功率密度高可以让无人机携带更多的有效负载，飞行和续航时间更长，并完成更多的任务。 无人机可以从远端位置进行控制，或基于预编程组态自动运行。无人机有许多应用，从具结到消防，都可以由不同类别的无人机来实现。 根据子系统之负载要求，无人机有几个电源选项。 锂离子电池是一种常用的电源，体积较小、成本较低，因此是100瓦和运行数天的无人机的理想选择。 为了有更高的能量密度和功率密度，还可以选择其他的备选电源，包括太阳能电池系统、燃气轮机以及柴油发电机等。 无人机的典型电源链：

图1 ：无人机电源链 在典型的无人机电源链中，有一个基于涡轮的发电机提供3相AC电源，其可通过整流器转换为270VDC电源，然后通过隔离式DC-DC转换器转换为48VDC电源或28VDC电源。 无人机上有许多有效负载，包括雷达、影像、航空电子、导航、制导、飞控系统和数据传输链路，其中每一个都需要一个、5V及12V等的电压范围。因此，下游DC-DC转换器或非隔离式负载点都需要为所需的负载电压提供28V或48V DC 母线。 为了实现高效率，高电压DC母线沿着无人机的电源链进行优先配电。配电引起的功率损耗系以I2R为主，由于提高电压可以最大限度地降低配电损耗，因而可减少电流；对于大型无人机更是如此，因为有很长的配电长度。 在安全方面，在高电压DC母线和低电压DC母线之间需要进行隔离，当低于60V的电压与高电压隔离开时，就符合安全超低电压要求。 根据图1所显示的电源链，有两级DC-DC转换，由于稳压在下一级完成，其中第一级需要隔离之非稳压DC-DC转换器，而由于隔离在上游完成，第二级则需要稳压之非隔离DC-DC转换器。为了实现更高的效率和更低的解决方案成本，隔离和稳压没有在DC-DC转换器的每一级重复。

无人机飞行路线控制系统设计

无人机飞行路线控制系统设计 由于无人机是通过无线遥控的方式完成自动飞行和执行各种任务,具有安全零伤亡、低能耗、重复利用率高、控制方便等优点,因此得到了各个国家、各行各业的高度重视和广泛应用。尤其以美国为代表,无论是在军事、民用、环境保护还是科学研究中,都将无人机的使用发挥到淋漓尽致,其拥有全球最先进的“捕食者”和“全球鹰”战斗无人机、监测鸟类的“大乌鸦”无人机、民用用途的“伊哈纳”无人机等等。我国在无人机研制方面也取得了一定的成就,拥有技术卓越的“翔龙”和“暗箭”高空高速无人侦查机、多用途的“黔中”无人机、探测海洋的“天骄”无人机、中继通讯的“蜜蜂”无人机等等。在未来,随着现代化工业技术、信息技术、自动化技术、航天技术等高新技术的迅速发展,无人机技术将日趋成熟,性能日益完善,为此将拥有更为广阔的应用前景。为确保无人机能够有效地完成各种飞行任务,研发者开发了各种技术方式的飞行控制系统,完成对无人机的起飞、飞行控制、着陆以及相应目标任务等操作的控制。飞行路线控制是飞行控制系统中最基础也是最核心的功能控制部分,其它所有的飞行任务控制都是飞行路线控制的基础之上实现。目前对于无人机飞行路线的控制已有各种各样方式的系统,但大多数系统都存在一定缺陷,如有些系统操作过于繁杂,不够智能化;有些系统只能在视距范围遥 控无人机,严重限制了无人机的使用;有些系统过于专用化,不能适用于大多数类型的无人机;有些比较完善的系统,造价又过于昂贵,等等一系列问题。针对以上存在的这些问题,本课题提出了一种成本低、

遥控距离远、智能化、高效化、适用性广的无人机飞行路线控制系统设计方案。该系统方案包括两大部分,一部分是操作人员所处的地面监控系统,一部分是无人机端的受控系统,实现的机制主要是无人机不断地将自身的定位信息实时地传送给地面控制系统,地面控制系统将无人机位置信息通过电子地图可视化显示给操作人员,操作人员结合本次飞行任务,采用灵活的鼠标绘制方式在地图上绘制预定的飞行路线,地面控制系统对绘制路线进行自动处理生成可用的路线控制信息帧并发送给无人机受控系统,无人机受控系统接收到位置控制信息帧,不断结合实时的方位信息得到飞行控制信息,从而遥控无人机按照预定路线飞行。此外,为方便用户以后对历史数据的查看,以分析总结得到一些有价值的信息,地面监控系统还包含了对预定路线和无人机历史飞行路线的存储、查询和在地图中回放功能。基于GIS技术的地面监控系统的具体实现是在Windows操作系统上,采用Visual Basic作为系统开发环境并结合MSComm串口通信技术、Mapx二次开发组件技术、Winsock网络接口技术以及Access数据库技术完成软件设计,实现与无人机受控系统的无线通信、GIS系统操作和监控、历史数据存储和重现等,其中实验区域的电子地图采用Mapinfo Professional开发软件绘制完成,并创新性地设计并绘制了画面简洁的带高层信息的二点三维矢量地图,而对于绘制路线的优化和提取处理采用了垂距比值法和最小R值法。无人机端使用BDS-2/GPS双卫星系统对无人机实时位置进行高精度的定位,采用双串口单片机进行运算控制处理,实时的飞行控制信息采用了几何空间算法得到,另外采

Pix4UAV处理无人机数据操作流程

Pix4UAV软件处理无人机数据操作流程 一、Pix4UAV处理无人机数据包括以下几个步骤： 1、数据整理 2、启动软件 3、新建工程 4、数据处理 5、成果数据查看 6、数据后处理 二、具体操作步骤如下： 1数据整理 1)影像数据和POS数据的文件名及其存放的路径都不要出现中文。原始数据的存储 路径和成果数据的最好不在同一盘（若只有一个可以存放数据的盘，则两者最好 不要在同一路径下，都放在根目录即可），否则有可能影响速度。 2)POS的格式可为*.txt、*.dat或者*.csv中的任意一种，内容中不能出现任何中 文字符。POS数据包含的内容依次为：影像名称纬度经度绝对航高Κφω， （若无IMU，则无需Κ、φ、ω，POS数据包含的内容依次为：影像名称纬度经 度绝对航高）。 图1 POS数据样例（有IMU数据） 图2 POS数据样例（无IMU数据） 3)影像格式最好是JPG的，如果是TIFF的要转成JPG的，可节省时间。 2启动软件，显示如下界面。

3新建工程 1)点击Project菜单，从列表中选择New Project。 2)弹出如下对话框，定义工程存放路径和工程名称。 点击Browse按钮，弹出如下对话框，定义工程存放的路径。

工程路径和工程名定义完成后，界面显示如下。 3)点击Next按钮，弹出加载影像数据的界面。

点击按钮，找到影像数据存放的路径并选中待处理的影像加载，加载数据完成后，显示界面如下。 4)点击next按钮，显示如下界面。定义坐标系、相机参数，并导入POS数据。

①坐标系设定。若默认的坐标系正确，则无需更改。若不正确，则点击Images coordinate system选项卡中的按钮，弹出如下的定义坐标系界面。 可以通过点击来选择投影和坐标系；也可以通过导入通用的prj文件来定义坐标系。 ②相机模型设定。相机模型的核查、修改或自定义。在Camera model选项卡中点击按钮。

2017年航拍无人机系统项目解决方案

2017年航拍无人机系统项目 解决方案

摘要： 本系统是一种稳定、快速的经济型航拍无人机系统，系统总体包括：机体、摄像机、OSD模块、GPS模块、数据发射和接收模块、电源模块、动力模块、遥控设备和显示系统。本系统的特征是：选用了市场上廉价的KT板做机身材料，采用合式组合结构和固定上单翼设计；优化数据发射和接收模块、GPS模块和遥控接收机的组合，将高度集成的微型摄像机、数据传输和GPS模块安装在机身，显示系统通过数据接收机将航拍信息显示在显示屏，操作人员可在地面通过监视屏幕掌握飞机的飞行状态和获取航拍信息，系统采用手抛式起飞。本系统的优点是：机身制作简单，维修方便，价格低廉，既轻盈又坚固，飞行速度快，并具有一定的载重能力，信号抗干扰性强，操作简单，实用方便。 关键词：航空模型视频采集与传输 前言

随着今年国家的各项政策决议，无人机航拍、遥感市场将在未来几年迎来跨越式发展的新契机。低端航拍无人机的应用，远不止航空拍摄、航空摄影、航拍这么一点。随着用户的快速增长，目前航拍的功能要求也逐渐增多，主要有对森林防火、地震调查、核辐射探测、边境巡逻、应急救灾、农作物估产、管道巡检、保护区野生动物监测、军事侦察、搭载航拍电子设备进行科研试验、海事侦察、保钓活动等方面间接接触的航拍应用需求。此外，在环境监测、大气取样、增雨、资源勘探、禁毒，反恐、消防航拍侦察等方面，无人机航拍将大显身手。西方发达国家主要采用料油缸、涡喷和涡扇发动机，玻璃钢、铝合金、碳纤维等高新昂贵材料，先进的航电设备和高精航拍设备。 国内工业部门（包括院所和航空、航天集团公司）研制的无人机技术高于民营企业，目前无人机在我国毕竟首要用于军事用途，所以高空、高速、中远程、长航时、大载荷等类型的无人机，几乎全部是由航空集团、航天集团以及院校研制与生产，主要是应付军队的需求。但随着国家信息化建设，地球信息技术产业发展，民用无人机市场会逐渐得到重视，除了国内工业部门以外，更需要民营企业研发生产性价比更高的，满足市场需求的民用无人机。成本拉下来，应用推上去，这是一个趋势。 目前民用无人机航拍的缺点：市场不够规范，需要大量

无人机方案-赵亮

《无人机》课程纲要 一、课程理念： （一）知识的再概念化。 “无人机”是一种实践性很强的实用技术，学生在运用已有学习经验的同时，通过亲自操作与理论联合实际，认识事物间的联系和物体的结构关系，了解一些简单的机械结构原理，掌握一些工具的使用方法等。 （二）以学生为中心。 “无人机”是一项非常吸引人的娱乐玩具，引起学生浓厚的兴趣。学生在科技制作中的地位不仅体现在主动参与和探索、主动在实践中学习和运用知识，而且还表现为学生可以是制作活动的组织者，参与从制作到评价的全过程。 二、开发背景： （一）时代科技创新的需要。世界各国的综合实力越来越体现在科技和教育水平的不断发展，取决于国民科技文化素质的迅速提高。青少年是祖国建设事业的接班人，因此，加强科技普及教育，提高全民族，尤其是青少年的科技素质，已成为持续增强国家创造能力和竞争能力的基础性工程。本课程的开发，旨在培养学生的创新精神和创新能力，提高学生的科技素养，增进学生热爱科学技术的感情。 （二）学生成长的需要。开展“无人机”校本课程可以培养学生

的观察力、思考力、动手操作能力，从而不断促进学生形成技术素养、科学素养，乃至科技创新的素养。同时培养他们具有尊重科学、实事求是的科学精神和最基本的科学探究方法，为终身学习与不断创造打下基础。 （三）学校科技特色发展的需要：在基础教育改革的背景下，开发实现普及教育，使学生学到许多科学知识，养成善于动脑，实现学生个性化、创新意识和实践能力的发展。 三、课程目标： （一）总体目标 1、培养学生对科学技术的兴趣和爱好。 2、引导学生掌握必要的知识和技能。 3、增强学生的创新精神和实践能力。 4、引导学生树立科学思想和科学态度 （二）具体目标 1、知识技能目标：培养学生模型制作的基础知识、实际操作能力，提高学生识图、制作能力；培养学生在原有技术原理、结构原理的基础上进行重新组合、大胆创新的能力。 2、方法情感目标：采取自主操作与合作探究相结合的活动方式，培养学生合作创新意识；培养学生的观察力、思考力、动手操作能力，不断促进学生形成技术素养、科学素养，乃至科技创新的素养。同时培养他们具有尊重科学、实事求是的科学精神和最基本的科学探究方法，为终身学习与不断创造打下基础。

无人机系统建设方案设计(初稿子)--李仁伟--2018.09.21

实用标准文案 监管场所无人机系统 建设方案 北京创羿兴晟科技发展有限公司 2018.9

目录 目录 目录 (1) 一、概述 (2) 1.1、背景 (2) 1.2、应用 (2) 1.3、方案依据标准规范 (3) 二、系统介绍 (5) 2.1、系统功能 (5) 2.2、功能及产品介绍 (5) 2.2.1、六旋翼无人机主机 (5) 2.2.2、航拍摄像 (12) 2.2.3、空中抛投 (25) 2.2.4、通信中继..................................... 错误！未定义书签。 2.3、无人机综合管控指挥平台 (29) 2.3.1、平台内容 (30) 2.3.2、软件架构 (31) 2.3.3、通信架构 (31) 2.3.4、客户端界面 (32)

一、概述 1.1、背景 无人机产业发展至今，已经成长为了一个完整的体系，在这个体系之下，无人机从功能上细分到了各个领域，除了航拍、植保等功用之外，无人机也在勘察、安检等领域拥有不错的发挥，其中安全巡逻无人机已经成为无人机市场中的一匹迅速崛起的黑马，并且还在不断地快速成长。运用高科技手段对监狱工作提供技术支持已刻不容缓。作为高度戒备监狱，监狱押犯规模大、在押罪犯刑期长、犯群结构复杂，为积极整合资源、推动高新技术应用、完善综合保障机制、增强突发事件应对能力。 无人机可完成包括巡航、实时监控、取证拍摄等一体化飞行及监控任务，并能将高清视频或高像素照片实时传输到执法终端。今后，它不仅会用于监管设施及周边区域的隐患排查，维护监管安全，为监狱指挥中心作出实时部署提供第一手资料；它还对开展隐蔽督察、视频督察、掌握狱情灾情和处置突发事件发挥重要作用。

无人机控制系统核心硬件

2.1 ARM-Cortex M4架构 ARM-Cortex M4 架构： 无人机控制系统可以采用基于ARM系统架构的嵌入式处理器来实现，本次 重点基于ARM-Cortex M4架构的无人机飞控系统。 ARM是32位嵌入式微处理器的行业领先提供商，到目前为止，已推出各 种各样基于通用体系结构的处理器，这些处理器具有高性能和行业领先的功效，而且系统成本也有所降低。 基于ARMv7架构以上的Cortex系列主要分为A（应用处理器）、R（实时 处理器）、M（微控制器）三大应用系列。其中Cortex-M系列处理器主要是针 对微控制器领域开发的，在该领域中，既需进行快速且具有高确定性的中断管理，又需将逻辑门数和功耗控制在最低。Cortex-M处理器是一系列可向上兼容 的高能效、易于使用的处理器，这些处理器旨在帮助开发人员满足将来的嵌入 式应用的需要。这些需要包括以更低的成本提供更多功能、不断增加连接、改 善代码重用和提高能效 ARM-Cortex 的特点： 更低的功耗：以更低的 MHz 或更短的活动时段运行，基于架构的睡眠模式支持，比 8/16 位设备的工作方式更智能、睡眠时间更长 更小的代码（更低的硅成本）：高密度指令集，比 8/16 位设备每字节完 成更多操作，更小的 RAM、ROM 或闪存要求 易于使用：多个供应商之间的全球标准，代码兼容性，统一的工具和操作 系统支持 更有竞争力的产品：Powerful Cortex-M processor，每MHz 提供更高的

?Cortex-M4是一个32位处理器内核 ?内部的数据路径是32位的，寄存器是32位的，存储器接口也是32 位的 ?采用哈佛架构 ?小端模式和大端模式都是支持的 ?Thumb指令集与32位性能相结合的高密度代码 ?针对成本敏感的设备Cortex-M4处理器实现紧耦合的系统组件，降低处理器的面积，减少开发成本 ?ROM系统更新的代码重载的能力 ?该处理器可提供卓越的电源效率 ?饱和算法进行信号处理 ?硬件除法和快速数字信号处理为导向的乘法累加 ?集成超低功耗的睡眠模式和一个可选的深度睡眠模式 ?快速执行代码会使用较慢的处理器时钟，或者增加睡眠模式的时间?为平台的安全性和稳固性，集成了MPU（存储器保护单元） ?Cortex-M4内部还附赠了好多调试组件，用于在硬件水平上支持调试操作，如指令断点，数据观察点等 ?有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行不悖 2.1.3 基于ARM Cortex-M4 内核的微控制器 ARM Cortex-M4内核是微控制器的中央处理单元（CPU），配合外围设备模块和组件，形成完整的基于Cortex-M4的微控制器。在芯片制造商得到Cortex-M4处理器内核的使用授权后，它们可以将Cortex-M4内核用在自己的硅片设计中，添加存储器，外设，I/O以及其它功能块。不同厂家设计出的单片机会有不同的配置，包括存储器容量、类型、外设等都各具特色。由于基于统一的内核架构，事实上本书后面所介绍的飞控软件和算法虽然已ST的 STM32F407为基础，它们是很容易移植到其他公司的同内核平台芯片上的，很多与外设无关的代码部分不需要任何改变即可移到其他平台上，仅需要关注外围设备相关部分的驱动代码。 ?飞思卡尔（现并入恩智浦）基于ARM Cortex M4内核的Kinetis K60微控制器系列。Kinetis微控制器组合产品由多个基于ARM@CortexTM_M4内核且引脚、外设和软件均兼容的微控制器系列产品组成。 ?ST基于ARM Cortex-M4内核的STM32 F4微控制器系列，具有高达 168MHz的主频，以及在此主频工作下的基准测试功耗为38.6mA

解密无人机设计如何实现图传

解密无人机设计：如何实现图传？ 如果说中国无人机制造商大疆创新的巨大估值和营收说明了什么，那就是无人机正日益变成一桩大生意。无人机现在已经引来众多资本竞相追逐，除此之外，各大半导体公司也都加快速度布局这一千亿级的市场，开发适合无人机应用的创新产品和技术。某知名无人机产品硬件供应商之一，世强的技术专家将在这一系列文章中独家阐述先进的无人机产品内部的硬件电路设计和相关方案技术。 当我们把目前主流的无人机的内部电路板拆解开来后，您会发现无人机的电路控制系统主要由三大部分组成：飞控系统、云台+相机、图像传输系统。而我们的这一无人机电路系统系列的三篇文章也将分别对应这三个部分。 图1.FPV无人机的内部电路系统结构图 无人机能够一跃进入大众视野并迅速升温，是很多人始料未及的。从刚开始的空中摄录，到后来的实时摄录，方便的图像传输功能无疑为无人机加足了筹码，赚足了眼球。在第一篇文章中，作者将为您分析无人机的图传实现技术。 2.4GHz全高清无人机图传系统是主流 在无人机的视频传输方面，高配的图传系统已经可实现5km/1080P30fps传输，但这是众多国内娱乐无人机厂商还没有做到的。一般的做法是在云台搭载相机，高空拍摄再飞回地面检查。这种方式由于不能即时看到拍摄画面，所以还不能满足航拍的要求。 “当然目前也有不少方案是采用5.8GHz频段传输模拟视频到地面，最远距离能达600多米。但这种方式需要在飞行器上将高清(1080P或4K)转码成720P，再转成数字信号传输到遥控器显示屏上，技术上也较复杂，并且画面会有马赛克、停顿或卡死。画面质量也不够好，用到专业航拍还有距离，适合普通爱好者娱乐。”世强产品总监阳忠介绍说。 2.4GHz是目前无人机市场比较主流采用的频段。在大疆最新发布的Phantom3上，就搭载了备受好评的DJI Lightbridg全高清数字图像传输系统，其内置了2.4G遥控链路，其高配方案实测有效传输距离高达5km，标配也达到了1.7Km。“图像传输系统的性能是区分无人机档次的一个关键因素。图像传输距离的远近，图像传输质量的好坏，图像传输的稳定性等是衡量无人机图传性能的关键因素。”阳忠说。 简而言之，无人机图像传输系统就是将天空中处于飞行状态的无人机所拍摄的画面实时稳定的发射给地面无线图传遥控接收设备。图像传输的实时性、稳定性是关键。如下图4所示为目前主流的无人机遥控器/高清图传线路框图。其组成部分主要由发射端、接收端和显示端三部分组成。

无人机航片处理软件

一、ERDAS LPS（Leica Photogrammetry Suite） 是徕卡公司推出的遥感及摄影测量系统。主要为处理地球空间影像提供了精密和面向生产的摄影测量工具。LPS可以处理来自多种航天、航空传感器的多种格式影像，包括黑/白、彩色和最高至16bits的多光谱等各类数字影像。 ss 二、DPGRID新一代数字摄影测量网格 数字摄影测量网格（Digital Thotogrammetry Grid--DPGrid）是由中国工程院院士、武汉大学教授张祖勋提出。DPGrid数字摄影测量网格系统打破传统的摄影测量流程，集生产、质量检测、管理为一体，合理地安排人、机的工作，充分应用当前先进的数字影像匹配、高性能并行计算、海量存储与网络通讯等技术，实现航空航天遥感数据的自动快速处理和空间信息的快速获取，其性能远远高于当前的数字摄影测量工作站，能够满足三维空间信息快速采集与更新的需要，实现为国民经济各部门与社会各方面提供具有很强现势性的三维空间信息。 2007年7月12日，该产品通过国家鉴定，鉴定结论：“该系统研究思想新颖、研究成果先进，将为数字摄影测量的新一轮跨越式发展、为建立大规模的摄影测量数据处理中心和三线阵卫星影像的快速处理奠定基础。该系统整体上达到国际先进水平，其中数字摄影测量网格DPGrid并行处理技术、影像匹配技术和网络全无缝测图技术达到国际领先水平”。新一代航空航天数字摄影测量处理平台DPGrid，填补了我国数字摄影测量数据处理技术的空白，标志着我国数字摄影测量技术整体上达到国际先进水平。 具有自主版权的高性能新一代航空航天数字摄影测量处理平台DPGrid，可以推广应用于国家基础测绘、城市基础地理信息动态更新、国土资源调查、生态环境监测、灾害监测、海洋资源、农业监测、快速响应等各个领域，大幅度地提高航空航天遥感影像数据处理的效率，缩短地图更新周期，提高空间信息获取的实时性，特别是对大型的自然灾害的快速评估、应急反映的方面，对于我国的社会经济发展以及军事安全等都具有重要的意义。

无人直升机的设计方案 无人机的设计与组装(完整版)

无人直升机设计方案 前言 —个简单的无人直升机被称为非线性控制技术的测试平台。 无人机直升机包括：１、先进的无线电遥控作为一项基本载体;２、一个简单的航空电子系统；３、地面支持系统。航空电子系统包括一个小型的PC－104电脑系统和微机电系统（微机电系统）导航和惯性测量装置作为主要测量感应组件。一对全双工收发器是用来给直升机和地面之间提供无线通信。地面接收器和一个在地面的计算机系统形成一个支撑体系。无人直升机是用来实现自动飞行的控制系统。 一、引言 在过去几年里学术界无人飞行器（UAV）引起了极大的兴趣。它可以服务于许多应用平台和纯学术研究。作为一个有机动性和多功能性的学科，无人驾驶飞行器具有潜在军事以及在民用领域的科学意义。许多世界各地的研究小组选择了无人机直升机作为学科研究方向，探索和测试先进的控制技术。多样的方法如近似线性，神经网络和学习控制，已用于设计无人直升机的飞行控制规律。提高自动着陆，悬停和自动飞行的性能。我们的动机是为了发展一个无人直升机，作为一个试验平台验证我们提出非线性控制系统。 一个典型的无人机飞行器应包括以下基本组成部分： 1）有引擎的飞行器以完成一些基本的飞行功能 2）一个简单的航空电子系统实现自动飞行的控制系统。这种系统应包

括： a）一个机载计算机系统，以收集数据，以执行飞行控制，以及完成与地面系统的通信; b）必要的传感器来测量和控制信号用于驱动执行机构; c）通信系统，以提供无线通信，其中包含两个全双工收发器，一个是机载另一个是在地面上; d）一个机载电源系统; e）自动飞行控制系统。 3）地面支持系统，包括：a）一个全双工收发器提供飞机无线通信; b）计算机系统，以预先安排飞行路线，并收集飞行数据。 据悉，该无人机飞行上面列出的组件是比较简单的一种。集成的无人驾驶直升机只是用于学术研究。军用或商用无人机更为复杂。在了解无人飞行器的基础上，我们设计并组装一个简单的原型无人直升机。先进的无线电遥控玩具直升机被选择作为基本飞行器。一个简单的航空电子系统的设计。这种微型PC- 104将被用于机载计算机系统和微机电系统的导航，惯性测量组件被选择作为一个主要的航空电子传感装置。一对全双工收发器将用于提供和地面计算机系统的实时通信。这样一个简单的无人直升机有足够的能力执行飞行速度为20米/秒的飞行任务。 本文的内容如下：在下一节中，我们提出了一个简单的无人直升机设计，简单的航空电子系统的部件将在第三节介绍，装配无人直升机将在第四节提到。最后，第五节我们得出一些结论。 二.无人直升机的设计

最新版无人机航测系统项目解决方案

最新版 无人机航测系统项目解决方案

一．航测无人机的优势 无人机航测系统与传统测绘相比，具有使用成本低，机动灵活，载荷多样性，用途广泛，操作简单，安全可靠等优点，在现代测绘行业中发挥着越来越多的作用。相较于传统的大飞机搭载摄像机航拍作业的航摄方式，无人机飞行测绘技术优势明显。传统大飞机航飞必须报批军事与民航部门，航空批文获取非常困难，需两三个月的时间；无人机则在1000米以下相对高度飞行不需要报批空管。 二．航测无人机工作原理 通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控，使用小型数字相机（或扫描仪）作为机载遥感设备 三．航测无人机飞行平台 1.系统构成 飞行平台，飞行导航与控制系统，地面监控系统，任务设备，数据传输系统，发射与回收系统，野外保障装备，附设设备。

2.飞行平台性能指标要求 a)任务载重应大于2kg搭载； b)任务舱尺寸应大于25cm（长）×20cm（宽）×25cm（高）； c)巡航速度60-160km/h ； d) 实用升限高于海拔3000m； e) 续航时间大于1.5h； f) 抗风能力应大于4级。 四．航测无人机飞控系统

1.系统构成 飞控系统用于无人机的导航、定位和自主飞行控制，它由飞控板、惯性导航系统、GPS接收机、气压传感器、空速传感器、转速传感器等部件组成 2.飞控系统性能指标要求 a) 航路点设置数量应多于100个； b) 重量应小于2kg； c) 飞行姿态控制稳度:横滚角应小于±3°俯仰角应小于±3°航向角应小于±3° d) 航迹控制精度:偏航距应小于±20米、航高差应小于±20米、航迹弯曲度应小于±5°。 五．航测无人机地面监控系统 1.系统构成 无线电遥控器、监控计算机系统、地面供电系统以及监控软件等组成。 2.飞控系统性能指标要求 a) 监控站主机应选用加固笔记本电脑、或同等性能的计算机和电子设备；

无人机教学方案

无人机教学方案 一、培训需求分析： 国内无人机近几年来发展比较快，而除军事用途外，由于无人机成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等的优势，使得无人机在航空拍照、地质测量、高压输电线路巡视、油田管路检查、高速公路管理、森林防火巡查、毒气勘察、缉毒和应急救援、救护等民用领域应用前景极为广阔。因此技术先进、性能各异、用途广泛的各种新型无人机种不断出现。我国的无人机发展速度极快，相关需求急剧增加，很多生产和装备使用无人机单位的操控人才十分紧缺，而国内能够系统培养无人机操控员的机构非常稀少。据初步估算，我国2018年需要的无人机操作维护人员可达20万。 二、培训的目标 1、通过理论教学、地面站控制、遥控器使用、通讯设备的维护和使用、电池的维护与使用、机体的组装等课程培养初级的无人机飞手。 2、通过任务飞行、航空摄影、航空测量、农业植保机操作、弹射器架设及使用、后期软件教学等方面培养初级的项目实操人才。 3、通过带领学员亲自参与项目实操，强化后期处理能力，提升学员艺术修养，了解无人机项目操作全过程等方面培养专业的项目管理人才。 三、培训内容 1、初级飞手培训教程（有基础）

10天，合计30天。注：无基础的需要在实操飞行方面多培训2、初级的项目实操培训教程（在初级飞手培训教程的基础上增设如下内容）

3、专业的项目管理人才 （至航拍等实际项目进行跟踪实操航测、农业植保，抢险救灾的、电力巡线、主要对电力架线、 少经历5个实操项目），进一步加强学员的实际操作能力及项目成本控制能力。深入了解各种机型的性能和使用方向，充分掌控项目运营过程中人员和机型的调配。预计需要1个月的时间。 4、教员培训 三、培训对象 1、根据培训内容及计划，主要的培训对象为在校大学生或者希望投身于无人机事业的年轻人。 2 、对有无人机应用需求的企业，但没有驾驶证的员工进行统一的企业培训。 四、培训方法 1、理论教学方面主要是通过讲授、演示、实际动手操作、项目分析等方式对学员进行系统教学。 2、实际飞行方面主要通过1个教员带3个学员的方式对学员进行训练，为了保证训练质量。每位学员飞行时间控制在5分钟。 五、注意事项

航测无人机计划方案

一．航测无人机的优势 无人机航测系统与传统测绘相比，具有使用成本低，机动灵活，载荷多样性，用途广泛，操作简单，安全可靠等优点，在现代测绘行业中发挥着越来越多的作用。相较于传统的大飞机搭载摄像机航拍作业的航摄方式，无人机飞行测绘技术优势明显。传统大飞机航飞必须报批军事与民航部门，航空批文获取非常困难，需两三个月的时间；无人机则在1000米以下相对高度飞行不需要报批空管。 二．航测无人机工作原理 通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控，使用小型数字相机（或扫描仪）作为机载遥感设备 三．航测无人机飞行平台 1.系统构成 飞行平台，飞行导航与控制系统，地面监控系统，任务设备，数据传输系统，发射与回收系统，野外保障装备，附设设备。

四．航测无人机飞控系统 1.系统构成 飞控系统用于无人机的导航、定位和自主飞行控制，它由飞控板、惯性导航系统、GPS接收机、气压传感器、空速传感器、转速传感器等部件组成 2.飞控系统性能指标要求 a) 航路点设置数量应多于100个； b) 重量应小于2kg； c) 飞行姿态控制稳度:横滚角应小于±3°俯仰角应小于±3°航向角应小于±3° d) 航迹控制精度:偏航距应小于±20米、航高差应小于±20米、航迹弯曲度应小于±5°。 五．航测无人机地面监控系统 1.系统构成 无线电遥控器、监控计算机系统、地面供电系统以及监控软件等组成。 2.飞控系统性能指标要求 a) 监控站主机应选用加固笔记本电脑、或同等性能的计算机和电子设备； b) 地面监控系统硬件应集成化设计、拆装方便、便于携带与搬运； c) 监控数据可以图形和数字两种形式显示，显示做到综合化，形象化和实用化； d) 无线电遥控器通道数应多于8个，以满足使用要求； e) 监控计算机应满足一定的防水、防尘性能要求，能在野外较恶劣环境中正常工作； f) 监控计算机的主频、内存应满足监控软件对计算机系统的要求； g) 电源供电系统应保障地面监控系统连续工作时间大于5小时。

多旋翼无人机飞行控制系统设计研究

www?ele169?com | 27实验研究 0 引言 多旋翼无人机是集合多项现代高新科技的成果，无人机 行业的蓬勃发展是中国崛起、中国航空产业崛起的重要体现，多旋翼无人机具有系统安全性好、可靠性高、负载能力强等特点，具有非常广阔的应用前景。多旋翼无人机的作业方式相比于传统的人工作业方式，大大提高了作业效率、降低作业成本与风险。在无线通信技术与图像处理技术快速发 展的背景下，多旋翼无人机逐渐向智能化的方向发展，另外， 独特的机械结构使多旋翼无人机更加灵活。随着无人机在人们生活中的进一步普及，无人机故障的影响也会越来越大，在大多数故障中，主要是控制器故障后果最为严重，所以飞行控制器的结构健康管理始终受到人们高度重视。1 多旋翼无人机任务需求分析 多旋翼无人机飞行控制系统主要服务于公安消防、公共 安全、勘察搜救等领域，对无人机的飞行安全、可靠性等要求较高，针对多旋翼无人机所应用的特殊场合，其飞行控制 系统需要具备以下性能指标：首先要具备机载飞控系统与地面站两部分，由机载飞控 系统来进行控制律的运算，通过电机控制指令对地面站发送的信息进行接收。地面站会显示无人机当前的飞行状态以及 主控件的基本性能。其次要具有良好的传感器以及多种飞行模式，传感器主要对无人机飞行姿态、高度、位置等信息进行采集，通过机载计算机对相应数据进行处理，多旋翼无人机存在多种飞行模式，需要根据实际情况选择最佳飞行模 式。最后，多旋翼无人机飞行控制系统要具有多种读取遥控 信号的方式，实现多种多旋翼无人机的飞行控制。还要具有在线调整及保存相关的控制参数功能、在异常情况下应急处理功能等。根据多旋翼无人机飞控系统的要求指标，提出了飞控系统具体的设计要求： ■1.1 飞行控制处理器 飞行控制处理器需要对传感数据进行收集并处理，对控 制律进行运算，保持与地面站之间通信畅通。飞行控制处理器只有缩短调节电机转速的指令周期，才能更好的发挥控制性能。由于飞行控制处理器面临的任务众多，所以要求飞控处理器处理速度快、计算能力强。飞控处理器必须快速对传感器数据进行读取，第一时间与无线通信设备进行连接，实现与地面站之间的通信，另外飞控处理器必须具备存储空间大、低功耗、体积小等特点。 ■1.2 传感器传感器需要选择精度较高的传感器以及通信距离较远的无线通信设备，满足飞控系统的性能指标，确保传感器使用简单、通信接口通用。 ■1.3 软件开发多旋翼无人机的飞控软件系统要有很强的可靠性与稳定性，具备通信链路异常状况下的紧急处理，具备相应的备份程序，避免无人机在飞行过程中发生故障，另外地面站要具备故障报警功能。飞行控制系统的采样频率不易过小以免出现控制输出调节量滞后造成严重后果。2 多旋翼无人机飞行控制系统总体架构设计多旋翼无人机飞行控制系统总体架构由机载部分与地面站部分组成，机载部分主要由飞控处理模块、传感器模块、电源模块、执行机构构成。地面部分与机载部分之间的信息交互 主要通过无线通信模块来完成。飞控系统总体架构如图1所示。图1 飞控系统总体架构 ■2.1 飞控系统硬件平台设计当前的飞行控制系统控制芯片多采用ARM、DSP 等高 速处理器，单处理器的使用会抑制控制系统的进一步拓展，多旋翼无人机飞行控制系统设计研究张建学 （中国民航飞行学院计算机学院，四川广汉，618307）摘要：多旋翼无人机具有优良的操作性能、维护简单、成本较低等特点，已经成为微小型无人机的主流，获得了广大的消费群体。飞控系统作为无人机的核心技术，始终是无人机学术与工程领域研究的热点。本文以多旋翼无人机为研究对象，根据多旋翼无人机的结构特点，对飞行控制系统进行设计与研究，从硬件原理与软件原理对多旋翼无人机飞行控制系统的构建过程进行详细介绍。关键词：多旋翼；无人机；飞控系统