无人机活动方案

无人机活动方案
无人机活动方案

《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。

四、课程内容与教学安排

课程分配:

四、课程实施建议

1.课程设置

本学期为第一阶段:主要让学生初步了解无人机,操控无人机,培养学生对科学技术兴趣。下学期为第二阶段:学会看简单的立体图和平面图,了解无人机整体构造。认识飞机的各部分结构。

2.实践活动

(1)无人机航拍活动。

(2)课外自主游戏。

(3)操控无人机技能展示。

3、场地设施:操场或空地

4、教学用品:教师备无人机两架,

五、课程研究成果呈现形式

1.课程资源不断充实,建立学校校本课程资料。

2. 每学期举行一次航拍或无人机制作展示活动。

无人机活动方案

《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。

NVT-9800US - 无人机光电系统

多光谱成像探测追踪及反制防控一体化系统NVT-9800XUS系列

综述: 多光谱热成像无人机追踪防控一体化系统,集成超长焦可见光透雾高清网络摄像机、远距离被动红外热成像探测器、智能识别模块、伺服重型云台和干扰器于一体,实现多光谱、多通道昼夜互补成像,在低照度、恶劣天气、夜间等全天候24小时昼夜监测。 系统支持快速接收来自雷达扫描或频谱扫描定位低空、慢速、小目标可疑信号,通过多光谱摄像机系统全天候、全屏幕、全时段自动快速锁定和精确追踪;通过一体化防控平台,可远程对可疑目标进行自动或者手动的快速、有效处置。自动调整电磁干扰频率和方向,干扰无人机的数据链路和导航链路,切断无人机和遥控器之间的通讯和导航,从而迫使无人机自动降落或将其驱离,保障低空空域安全。 此系统操作简便、防御范围广,可组网控制、持续作业。非常适用于各种需要禁止民用小型无人机(低小慢航空器)进行飞行、航拍的机场周边、突发事件现场、安保现场、重要活动现场、涉密单位空域以及各种防止无人机坠落伤人的场所。它可以为公安边海防,军事设施周界,机场港口等大场景重点安保场所提供可靠的全天候(无光/逆光/强光,雨/雪/雾等)环境低小慢航空器监测追踪反制防控整体解决方案。 应用场景: 广泛应用于机场、监狱、水(核)电站、政府机关、领导驻地、军事禁区、会议中心、体育场馆等需要24小时全天候监测的重要安保场所。 功能特性: 高清晰图像分辨率 提供全实时1080P 高清分辨率可见光图像和960P分辨率热成像图像。内置伽玛补偿、色彩增强和数字细节增强(DDE)引擎,提供卓越的高清视频图像和细腻的图像细节。 多光谱全天候监测 可见光与红外热成像集成探测,适应多种恶劣天气环境。在夜间全黑、光线不足、低对比度、阳光直射、灌木丛林区域,恶劣天气、烟尘和雾霾天气环境都可以有效成像。提供实时视觉评估和识别,区域闯入及报警,目标跟踪及报警,提供全天候运动目标检测及清晰通透的活动图像。 远距离探测和目标发现 选配300mm/550mm/800mm级超长、自动聚焦可见光高清一体机,选配25-100mm / 25mm ~ 210mm红外热成像系统,集成先进的同步自动变焦和快速对焦算法,根据目标视场的大小,镜头快速变倍至指定倍数,同时聚焦至指定位置,可快速探测识别空中低小慢可疑航空器目标。避免手动聚焦在无人机处于远距离情况下导致系统判断不准确,聚焦不到位、操控延时大、目标丢失等问题。 实时接入雷达或频谱检测系统 可支持雷达和频谱检测系统以UDP 协议或RS422协议接入,雷达或频谱实时的将检测的位置信息传输给光电伺服系统,引导光电系统以快速、精准的控制(方位加减速、镜头变焦、聚焦)锁定目标,实现对目标的跟踪、确认、打击。新目标出现或老目标丢失后,光电系统重新查询雷达或频谱的目标位置信息,光电

无人机自主控制专刊

第32卷第10期2015年10月 控制理论与应用 Control Theory&Applications V ol.32No.10 Oct.2015“无人机自主控制”专刊 前言 无人机自主控制是当今无人系统领域的研究热点,且近几年已经发展成为无人机技术领域的一个关键研究领域.由于执行任务环境的高度动态化、不确定性以及飞行任务的复杂性,自主飞行控制能力的提高是目前无人机系统技术发展的重要目标. 近年来,在国家科技部、国家自然科学基金委员会、总装备部、总参谋部、空军装备部、海军装备部、二炮等支持下,我国学者从无人机自主控制的基础理论、关键技术、工程应用特别是国防应用、产业化推广等多个层面展开全面系统研究,并取得了很多高水平成果.通过理论和方法上研究的突破,为无人机系统的自主化、综合化和智能化提供了重要技术支撑,也推动了无人机应用的蓬勃发展. 为了进一步推动无人机自主控制技术及应用发展,为广大从事无人机自主控制研究的广大科技工作者集中搭建一个平台,在《控制理论与应用》主编、编委和编辑们的大力支持下,我们发起并组织出版了“无人机自主控制”专刊,得到了无人机自主控制领域广大专家和学者的热切关注,来稿涉及固定翼无人机、四旋翼无人机、无人直升机、高超声速无人飞行器以及新概念无人机等,稿件主题涵盖了无人机自主控制从顶层到底层的所有领域.经过严格的多轮评审,最终录用了35篇稿件,无论稿件数量和质量都超过了预期,来稿反映了国内无人机自主控制领域的最新研究进展和最新成果.所录用论文的作者均为国内无人机自主控制领域的专家与学者,他们或在理论上有所创新,或对国家重大工程中有显著贡献,或在理论与工程实践的结合中成果突出. 在《控制理论与应用》编委会和编辑部的大力支持下,我们将这些最新成果分两期出版,本期是“无人机自主控制”专刊的第1期,包含了18篇稿件. 在本期论文中,谭建豪、王耀南等综述了旋翼飞行机器人的结构演变及关键技术、作业机构集成技术,从动力学建模及动力学特性分析、动态运动约束/力约束下的协调规划、非结构环境下的运动和作业控制、面向任务动态操作的环境感知、面向任务的实验系统构建与实验验证五个方面初步构建旋翼飞行机器人自主作业理论体系;孙洪飞等设计了一种高超声速再入飞行器的鲁棒自适应控制器;段海滨等提出了一种基于鸽群行为机制的多无人机自主编队控制方法;范国梁及其合作者针对水上无人机在高海况下的着水问题,提出了一种自主着水控制系统设计方案;霍伟等针对微型无人直升机在狭窄空间中的轨迹跟踪问题,设计了一种可以限制直升机位置和速度的跟踪控制器;董娜等设计了一种基于新型滑模控制方法的轨迹跟踪控制器;蔡晨晓及其合作者基于奇异摄动的思想设计了四旋翼无人机非线性轨迹跟踪控制器;宗群等系统阐述了自制小型四旋翼无人机的设计过程;刘一莎等针对四旋翼飞行器参数不确定性和外部干扰敏感的问题,提出了一种基于自抗扰控制器的控制系统设计方法;吴庆宪及其合作者设计了一种针对输入饱和与姿态受限的四旋翼无人机反步姿态控制器;祝小平等基于线性自抗扰控制理论设计了包含内环姿态控制和外环轨迹控制的全包线飞行控制器;鲜斌及其合作者针对小型无人直升机存在的参数不确定性问题,基于浸入–不变集理论,设计了一种新型的自适应控制器,并进行了实验验证;孙长银等研究了有向图下具有非线性和干扰的无人机群的分布式合围控制问题,并通过仿真结果验证了控制协议的有效性;周锐及其合作者提出了一种精确、具有可扩展性并且适用于任意通信频率的航迹融合算法;陈宗基等提出了多无人机空中加油的三维最优会合航路规划算法;魏瑞轩等提出了一种城市密集不规则障碍空间无人机航路规划方法,并进行了仿真对比实验分析;周绍磊等基于无人机自身状态与邻居状态的相对局部信息构建了分布式编队控制器,同时还建立了集散式多无人机协同搜索结构体系. 最后,对《控制理论与应用》编委们和编辑部提供的这次组织“无人机自主控制”专刊的宝贵机会和辛苦工作表示由衷感谢,对广大投稿作者的大力支持表示衷心感谢,也非常感谢投身或关注我国无人机自主控制技术研究的广大读者们! 北京航空航天大学段海滨教授 中航工业沈阳飞机设计研究所范彦铭研究员 中国工程院李明院士

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

无人机任务规划的基本概念

主要内容 ?无人机任务规划的基本概念三 ?无人机任务规划方法三 ?无人机任务规划的数字地图技术三 ?无人机地面控制站的基本概念三 ?无人机地面控制站的分类二配置和转移运输三 5.1 无人机任务规划的基本概念 由于无人机是无人驾驶的飞行器,所以在飞行前需要事先规划和设定好它的飞行任务和航线三在飞行过程中,地面操纵人员还要随时了解无人机的飞行状态,根据需要操控无人机调整姿态和航线,及时处理飞行中遇到的特殊情况,以保证飞行安全和飞行任务的完成三这就需要配备能够提供任务规划与指挥控制方面相应功能支持的设备或系统,这就是无人机的任务规划与指挥控制系统三 5.1.1一任务规划的定义和特点一 1.任务规划的定义 一一规划是一个综合性的计划,它包括目标二政策二程序二规则二任务分配二要采取的步骤二要使用的资源以及为完成既定行动方针所需的其他因素三 任务规划(M i s s i o nP l a n n i n g,M P)是对工作实施过程二方法的组织和计划三在军事领域,任务规划已逐渐变为一个专有名词,尤其是现代无人化装备的出现,使得任务规划越来越重要三装备作战规划的结果是装备作战行动的实施依据三对有人化装备而言,规划结果 主要作为任务承担人员决策的参考;但对无人化装备而言,规划即控制,是装备运行过程中

137 一 唯一的执行依据,因此,任务规划的输出信息必须满足准确性二完整性和一致性的要求三 2.任务规划的特点 任务规划具有以下几个特点: (1)制作任务规划时需要具有整体性二全局性的思考和考量三 (2)制作任务规划须以准确的数据为基础,运用科学方法进行从整体到细节的设计三 (3)任务规划须在实际行动实施之前进行,其结果要作为实际行动的具体指导三5.1.2一 任务规划系统的定义和功能一 1.任务规划系统的定义一一任务规划系统( M i s s i o nP l a n n i n g S y s t e m ,M P S )是指利用先进的计算机技术采集二存储各种情报信息,进行大规模分析计算,从而辅助制定任务计划的信息系统三任务规划系统的出现和广泛使用是现代意义的任务规划区别于过去所说的作战计划二作战筹划的根本标志三 2.任务规划系统的功能 作为整个信息化作战系统的一个重要节点,任务规划系统不是一个孤立的封闭系统,它一端与作战指挥系统的任务对接,另一端与作战装备直接交联,如图 5-1所示,主要包括信 息采集与处理模块二规划作业模块二任务预演评估模块和任务输出模块 三图5-1一任务规划系统基本组成结构 (1)信息采集与处理模块三任务规划系统需要采集的信息主要包括上级下达的任务信息二指挥控制信息二情报信息(如目标信息二敌作战意图等)和战场环境信息(敌情二我情二地形二气象二电磁)等三对采集的信息要进行加工处理,包括地形和气象信息显示,禁飞区二威胁区及战场态势标绘等三 (2)规划作业模块三该模块用于制定装备作战过程的时间二空间和行为准则,通常包括航线规划和机载设备使用规划,以及与其他作战实体的协同和交互规划等三根据任务规划系统所具有的自主化能力大小,通常还包括冲突检测二安全评估二自动的威胁规避和航线生成等分析计算模块,用于辅助人工决策操作三 (3)任务预演评估模块三规划效果预演主要包括飞行仿真二载荷作战效果仿真等,评估包括装备本身的效能评估和任务规划的作战行动效能评估两个方面三预演评估的主要作用是对装备作战的效果进行预估和判断,并反馈以指导决策,形成优化规划方案,同时便于指挥员和操作员熟悉作战过程,了解和把握作战关键环节三 (4)任务输出模块三任务输出是将规划结果以数据的形式输出给作战装备和其他作战节点三输出的任务规划信息应该是完备二一致和可理解的,能够被其他信息系统正确读取和

无人机市场调查报告_图文

无人机市场调查报告 二零一四年二月 该报告将结合中航文创园发展无人机产业,从当前以及未来国内外无人机发展趋势和对无人机系统的需求,针对无人机系统的发展方向、发展目标、主要发展技术以及无人机系统发展路线图等方面进行了全面、系统的调研, 为中航文创园发展无人机系统产业提供支撑。 一、基本概念 无人机是不搭载操作人员,采用空气动力为飞行器提供升力,能够自动飞行或远程引导,可一次性或多次重复使用,携带各类有效载荷的有动力空中飞行器。无人机要完成相应任务,需与任务载荷、测控与信息传输系统、地面保障系统等配合工作,无人机与以上各类设备组成的完整系统称为无人机系统。无人机系统可由单个无人机构成,也可由多个同型的无人机或由多型多个无人机共同构成。

图一:无人机系统组成框图 (一分类情况 无人机种类很多, 不同的无人机可以完成不同的特殊任务。一般来讲, 可以按照“续航时间和航程分类”和“军事用途分类”两种方法进行分类, 分类示意如图2 所示。 1.按照续航时间和航程分类 根据航程、活动半径、续航时间和飞行高度不同, 可分为长航时无人机(又称战略无人机、中程无人机、近程无人机和短程无人机。长航时无人机: 长航时无人机是一种飞行时间长, 能昼夜持续进行空中探测和执行其他任务的无人机。长航时无人机又可分为高空型和中空型两类。高空型飞行高度多在1 8 0 0 m以上, 续航时间超过24 小时, 中空型飞行高度一般低于1 10 0 m ,续航时间超过12 小时。在高空长航时无人机中, 美国的“全球鹰”和“暗星”无人机最具代表性;中空长航时无人机中, 美国的R Q-lA“捕食者”、“猎人”无人机、英国“凤凰”无人机等具有代表性。

无人机任务载荷

无人机任务载荷 大多无人机系统便升空执行任务,通常需要搭载任务载荷。任务载荷一般与侦察、武器投射、通信、遥感或货物有关。无人机的设计通常围绕所应用的任务载荷进行。有些无人机可携带多种任务载荷。任务载荷的大小和重量是无人机设计时最重要的考虑因素。大多数小型商用无人机要求任务载荷的重量不超过5磅。有部分小型无人机制造商采用可快速拆卸和替换的任务载荷。 就侦察任务和遥感任务而言,传感器任务载荷根据不同任务可采用许多不同形式,包括光电摄像机、红外摄像机、合成口径雷达、激光测距仪等。光学传感器组件即可永久安装在无人机上,以便传感器操作员获得固定的视角,也可安装在万向节或转塔上。万向节或转塔安装系统使传感器能够在预定范围内转动,通常绕两个轴转动。万向节或转塔即可通过自动驾驶系统,也可以通过独立的接收机来接受输出信号。有些万向节还装有震动隔离装置,可降低飞度。震动隔离方法有两种,一种是采用弹性/橡胶安装座,另一种是采用电子陀螺仪稳定系统。 光电 光电摄像机通过电子设备的转动、变焦和聚焦来成像,在可见光谱工作,所生成的图像形式包括全活动视频、静止图片或二者的合成。大多数小型无人机的光电摄像机采用窄视场到中视场镜头。大型无人机的摄像机还可使用宽视场或超宽视场传感器。光电传感器可执行多种任务,还可与其他不同类型的传感器结合使用,以生成合成图像。关电摄像机大多在昼间使用,以便大可能提高视频质量。 红外 红外摄像机在红外电磁频谱范围内工作。红外传感器也称为前视红外传感器,利用红外或热辐射成像。无人机采用的红外摄像机分为两类,即冷却式和非冷却式。现代冷却式摄像机由低温制冷器制冷,可降低传感器温度到低温区域。这种系统可利用热对比度较高的中波红外波段工作。冷却式摄像机的探头通常装在真空密封盒内,需要额外功率进行冷却。总而言之,冷却式摄像机生产图像质量比非冷却式摄像机的质量要高。 非冷却式摄像机传感器的工作温度与工作环境温度持平或略低于环境温度,当受到探测到的红外辐射加热时,通过所产生的电阻、电压或电流的变化工作。非冷却式传感器的设计工作波段为7~14纳米的长波红外波段。在此波段上,地面温度目标辐射的红外能量最大。

无人机主要部件

1、首先介绍的是无人机的大脑——飞控 无人机飞行控制系统是指能够稳定无人机飞行姿态,并能控制无人机自主或半自主飞行的控制系统,是无人机的大脑,也是区别于航模的最主要标志,简称飞控。飞控的作用就是通过飞控板上的陀螺仪,对四轴飞行状态进行快速调整(都是瞬间的事,不要妄想用人肉完成)。如发现右边力量大,向左倾斜,那么就减弱右边电流输出,电机变慢、升力变小,自然就不再向左倾斜。如果没有飞控系统,四轴飞行器就会因为安装、外界干扰、零件之间的不一致等原因形成飞行力量不平衡,后果就是左右、上下地胡乱翻滚,根本无法飞行。 工作过程大致如下:飞控系统实时采集各传感器测量的飞行状态数据、接收无线电测控终端传输的由地面测控站上行信道送来的控制命令及数据,经计算处理,输出控制指令给执行机构,实现对无人机中各种飞行模态的控制和对任务设备的管理与控制;同时将无人机的状态数据及发动机、机载电源系统、任务设备的工作状态参数实时传送给机载无线电数据终端,经无线电下行信道发送回地面测控站。飞控系统的硬件主要包括:主控制模块、信号调理及接口模块、数据采集模块以及舵机驱动模块等。 2、为传感器增稳的——云台 稳定平台,对于任务设备来说太重要了,是用来给相机增稳的部分,几千米的高度上误差个几分几秒就能差出去几十米。它主要通过传感器感知机身的动作,通过电机驱动让相机保持原来的位置,抵消机身晃动或者震动的影响。云台主要考察几个性能:增稳精度、兼容性(一款云台能适配几款相机和镜头)和转动范围(分为俯仰、横滚和旋转三个轴),如果遇到变焦相机,就更加考验云台的增稳精度了,因为经过长距离的变焦,一点点轻微的震动都会让画面抖动得很厉害。 现时的航拍云台主要由无刷电机驱动,在水平、横滚、俯仰三个轴向对相机进行增稳,可搭载的摄影器材从小摄像头到GoPro,再到微单/无反相机,甚至全画幅单反以及专业级电影机都可以。摄影器材越大,云台就越大,相应的机架也就越大。

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

AOPA最新理论题库第7章任务规划

G001、无人机是指根据无人机需要完成的任务、无人机的数量以及携带任务载荷的类型,对无人机制定飞行路线并进行任务分配。 A.航迹规划 B.任务规划 C.飞行规划 正确答案:B(解析:P174) G002、任务规划的主要目标是依据地形信息和执行任务环境条件信息,综合考虑无人机的性能,到达时间、耗能、威胁以及飞行区域等约束条件。为无人机规划出一条或多条自 的,保证无人机高效,圆满的完成飞行任务,并安全返回基地。 A.起飞到终点,最短路径 B.起飞点到着陆点,最佳路径 C.出发点到目标点,最优或次优航迹 正确答案:C(解析:P174) G003、无人机任务规划是实现的有效途径,他在很大程度上决定了无人机执行任务的效率 A.自主导航与飞行控制 B.飞行任务与载荷导航 C.航迹规划与自主导航 正确答案:A(解析:P174) G004、无人机任务规划需要实现的功能包括 A.自主导航功能,应急处理功能,航迹规划功能 B.任务分配功能,航迹规划功能,仿真演示功能 C.自主导航功能,自主起降功能,航迹规划功能 正确答案:B(解析:P174) G005、无人机任务规划需要考虑的因素有、,无人机物理限制,实时性要求 A.飞行环境限制,飞行任务要求 B.飞行赶任务范围,飞行安全限制 C.飞行安全限制,飞行任务要求 正确答案:A(解析:P175) G006、无人机物理限制对飞行航迹有以下限制:,最小航迹段较长度,最低安全飞行高度 A.最大转弯半径,最小俯仰角 B.最小转弯半径,最小俯仰角 C.最小转弯半径,最大俯仰角 正确答案:C(解析:P175) G007、动力系统工作恒定的情况下,限制了航迹在垂直平面内上升和下滑的最大角度 A.最小转弯半径 B.最大俯仰角

7-无人机驾驶职业技能等级标准

无人机驾驶 职业技能等级标准

目录 前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1 1范围﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2 2规范性引用文件﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2 3术语和定义﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2 4对应院校专业﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3 5面向工作岗位(群)﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4 6职业技能要求﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4参考文献﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍12

前?言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准起草单位:北京优云智翔航空科技有限公司、中国航空器拥有者及驾驶员协会、北京航空航天大学、中国民用航空飞行学院、长沙航空职业技术学院、滨州学院、南京理工大学、天津现代职业技术学院。 本标准主要起草人:王英勋、兰玉彬、段志勇、陈铭、张会军、孙毅、柯玉宝、王夏峥、郝琦、王汉清、何宁、孟雅妮、张力、陈海霞、孙芳芳、梁文广。 声明:本标准的知识产权归属于北京优云智翔航空科技有限公司,未经北京优云智翔航空科技有限公司同意,不得印刷、销售。

1范围 本标准规定了无人机驾驶职业技能等级对应的工作领域、工作任务及职业技能要求。 本标准适用于无人机驾驶职业技能培训、考核与评价,相关用人单位的人员聘用、培训与考核可参照使用。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本文件。 Manual on Remotely Piloted Aircraft Systems(RPAS)(ICAO-Doc10019)民用无人机驾驶员管理规定(AC-61-FS-2018R2) 轻小无人机运行规定(AC-91-FS-2015-31) 民用无人机驾驶员合格审定规则(T/AOPA0008-2019) 3术语和定义 国家、行业标准界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1无人机(UA:Unmanned Aircraft) 是由控制站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器。也称远程驾驶航空器(RPA:Remotely Piloted Aircraft)。 3.2无人机系统(UAS:Unmanned Aircraft System) 也称远程驾驶航空器系统(RPAS:Remotely Piloted Aircraft Systems),是指由无人机、相关的控制站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。 3.3无人机系统驾驶 是指操控无人机系统完成既定飞行任务,负责整个无人机系统运行和安全。

无人机航拍服务实施方案

第一章安保服务理念、思路 前言 我公司基于安防行业发展趋势的敏锐目光与雄厚实力,较早的涉足安保人防、物防、技防及现代智能安防服务行业,凭借公司在技防领域的专业技术人才,不断拓展公司服务新领域。公司本着安全诚信、专业规范、团结协作、创新进取、支持公益的经营理念,为各界用户提供安防服务、技防服务以及智能安防服务,为各类客户单位输送了一批批优秀的安防、技能人员,受到了客户单位一致好评。多年来,我公司在智能安防领域服务了一大批利用无人机安全巡查服务、安防事故现场监拍服务、超高建(构)筑物安全检查服务等项目,并逐步扩展无人机服务领域,为企事业单位提供自然灾害无人机灾情监测;为农业、交通、污染防治领域提供灾害调查;为企业单位提供无人机广告航拍服务、企业宣传片航拍服务等诸多领域,积累了一批专业的技能人才和宝贵的经验,为扩展无人机领域应用服务打下了坚实的基础。 承蒙贵公司给予我司的这次投标机会,我们深感荣幸并表示衷心的感谢。我们深知企业安全第一,质量第一的发展道理。在各类单位的安保、安防施工服务中,我们公司没有发生一起安全责任事故,并多次受到上级领导的好评,如果我们有机会合作,我们将充分发挥我公司在安防技术方面的强大专业优势,针对该项目的特点,将培训选拔优秀合格专业航飞技术人员,优化制定勤务飞行航拍方案、处置突发事件应急方案等各类管理规章制度,密切配合*****公司管理部门,提供最优质、专业、高效的安防巡查航拍服务,为*****公司控违服务工作做出我们应有的贡献。

1、服务理念 管理系统化服务标准化工作规范化提要: 服务理念——管理系统化、服务标准化、工作规范化 管理定位——“高起点、高标准、高效率”工作方针 管理目标——文明、和谐、安全的办公环境、生活环境 保障机制——监督、激励、自我约束、信息反馈等保障机制 管理思路——规范性、合理性、科学 1)、专业化技术队伍 以高标准、严要求组建一支“思想过硬、作风优良、纪律严明、训练有素、服务一流”的专业化队伍。高素质的技术队伍需要有严明的管理制度,完善的用人、培训制度和完善的自我激励机制同自我约束机制,员工只有通过严谨的管理,以及有效的培训、考核和监督,才能使个人素质得到保持和提高,才能形成整个队伍的高素质。 2)、建立健全的管理制度 以质量管理体系有关标准和法律法规为依据,建立健全切实可行且符合 *****公司执法监察控违项目的管理制度。 3)、加强安全防范,做好安全防范工作 视“安全”为“命脉”,结合服务区域实际情况,加强员工的安全培训教育工作,确保每次无人机飞行都安全、精确、高效。

关于无人机飞行控制系统的全面解析

关于无人机飞行控制系统的全面解析 飞控的大脑:微控制器在四轴飞行器的飞控主板上,需要用到的芯片并不多。目前的玩具级飞行器还只是简单地在空中飞行或停留,只要能够接收到遥控器发送过来的指令,控制四个马达带动桨翼,基本上就可以实现飞行或悬停的功能。意法半导体高级市场工程师介绍,无人机/多轴飞行器主要部件包括飞行控制以及遥控器两部分。其中飞行控制包括电调/马达控制、飞机姿态控制以及云台控制等。目前主流的电调控制方式主要分成BLDC方波控制以及FOC正弦波控制。 高通和英特尔推的飞控主芯片CES上我们看到了高通和英特尔展示了功能更为丰富的多轴飞行器,他们采用了比微控制器(MCU)更为强大的CPU或是ARM Cortex-A系列处理器作为飞控主芯片。例如,高通CES上展示的Snapdragon Cargo无人机是基于高通Snapdragon芯片开发出来的飞行控制器,它有无线通信、传感器集成和空间定位等功能。Intel CEO Brian Krzanich也亲自在CES上演示了他们的无人机。这款无人机采用了RealSense技术,能够建起3D地图和感知周围环境,它可以像一只蝙蝠一样飞行,能主动避免障碍物。英特尔的无人机是与一家德国工业无人机厂商Ascending Technologies合作开发,内置了高达6个英特的RealSense3D摄像头,以及采用了四核的英特尔凌动(Atom)处理器的PCI-express定制卡,来处理距离远近与传感器的实时信息,以及如何避免近距离的障碍物。这两家公司在CES展示如此强大功能的无人机,一是看好无人机的市场,二是美国即将推出相关法规,对无人机的飞行将有严格的管控。 多轴无人机的EMS/传感器某无人机方案商总经理认为,目前业内的玩具级飞行器,虽然大部分从三轴升级到了六轴MEMS,但通常采用的都是消费类产品如平板或手机上较常用的价格敏感型型号。在专业航拍以及专为航模发烧友开发的中高端无人机上,则会用到质量更为价格更高的传感器,以保障无人机更为稳定、安全的飞行。这些MEMS传感器主要用来实现飞行器的平稳控制和辅助导航。飞行器之所以能悬停,可以做航拍,是因为MEMS传感器可以检测飞行器在飞行过程中的俯仰角和滚转角变化,在检测到角度变化

AOPA无人机任务规划练习测试题

精心整理 1. 无人机______是指根据无人机需要完成的任务、无人机的数量以及携带任务载荷的类型,对无人机制定飞行路线并进行任务分配。 A. 航迹规划 B. 任务规划 C. 飞行规划 答案:B. 2. 任务规划的主要目标是依据地形信息和执行任务环境条件信息,综合考虑无人机的性能、到达时间、耗能、威胁以及飞行区域等约束条件,为无人机规划出一条或多条自______的______,A. B. C. 答案 3. A. B. C. 答案4. A. B. C. 答案5. A. B. C. 答案6. A. B. C. 答案:C. 7. 动力系统工作恒定的情况下______限制了航迹在垂直平面内上升和下滑的最大角度。 A. 最小转弯半径 B. 最大俯仰角 C. 最大转弯半径 答案:B. 8. 无人机具体执行的飞行任务主要包括到达时间和进入目标方向等,需满足如下要求:______。 A. 航迹距离约束,固定的目标进入方向 B. 执行任务时间,进入目标位置 C. 返航时间,接近目标的飞行姿态

答案:A. 9.从实施时间上划分,任务规划可以分为______。 A.航迹规划和任务分配规划 B.航迹规划和数据链路规划 C.预先规划和实时规划 答案:C. 10.就任务规划系统具备的功能而言,任务规划可包含航迹规划、任务分配规划、数据链路规划和 系统保障与应急预案规划等,其中______是任务规划的主体和核心。 A.航迹规划 B.任务分配规划 C.数据链路规划 答案:A. 11. A. B. C. 答案 12. A. B. C. 答案 13. A. B. C. 答案 14. A. B. C.任务规划、返航规划和载荷分配 答案:A. 15.______包括携带的传感器类型、摄像机类型和专用任务设备类型等,规划设备工作时间及工作 模式,同时需要考虑气象情况对设备的影响程度。 A.任务规划 B.载荷规划 C.任务分配 答案:B. 16.______包括在执行任务的过程中,需要根据环境情况的变化制定一些通信任务,调整与任务控 制站之间的通信方式等。 A.链路规划 B.目标分配

无人机植保飞防试验示范项目实施方案

附件13 无人机植保飞防试验示范项目实施方案 为了做好无人机植保飞防试验示范工作,加快我省无人机植保飞防技术推广步伐,进一步拓展机械化植保技术手段,大力提升农作物机械化病虫害防治及自然灾害应急防控能力和水平,保障农作物生产安全,减少农药污染,保护生态环境,促进我省农业可持续发展,特提出如下项目实施方案。 一、目的意义 长期以来,我省农作物植保主要以机动背负式喷雾和自行改装喷杆式喷雾机为主,整体施药技术和作业水平偏低,“跑”、“冒”、“滴”、“漏”现象严重,不仅农药利用率低,给环境造成了严重污染,而且存在压苗、毁苗问题。近两年,无人机植保飞防技术在我省开始小面积示范应用。与传统人工喷雾器相比,无人机植保飞防在作业效率、作业效果、节药节水、作业安全、作业适应性以及应急突发灾害等方面有着独特的优势。目前,无人植保机在质量、性能和操控水平等方面已取得很大进步,开展无人机植保飞防项目示范工作,对加快我省无人机植保技术推广应用步伐,延伸和拓展农机化植保技术服务手段,提升农作物机械化病虫害防治及自然灾害防控水平有着十分重要的意义。

二、基本原则 1、广泛参与、突出主体。充分发挥市场配置资源的作用,鼓励社会力量积极参与,探索建立农机推广长效机制和长期稳定的推广示范基地。项目承担单位的选择上要实事求是、以能为先,要向县、乡推广机构、乡村集体组织、贫困乡村专业合作社倾斜。 2、规范选型、把握“七好”。与当地立地条件和农艺要求的适应性好;与项目建设内容的一致性好;与当地广泛使用的技术装备的差异性好;与全省农机推广试验示范类技术装备同步性好;与优质、高效、先进、环保要求的契合性好;补短板、强弱项、提质量,导向性好;与乡村振兴战略紧密性好。 三、实施区域和目标任务 2018年在新绛县、候马市建立2个无人机植保飞防试验示范区,示范区面积0.6万亩(每县市0.3万亩)。开展主要农作物以及果园等无人机植保飞防试验示范,开展无人植保机技术性能验证和其他高效植保机械的对比试验工作;同时,研究探索不同作物无人机植保飞防作业规范和质量标准。 四、主要内容 (一)选购无人植保机 在省站的指导下选购不同生产厂家的无人植保机,每个项目县新增2-3台。

UV无人机技术规格书

小型多用途无人机遥感系统技术规格书 小型多用途无人机是专门针对遥感监测任务而开发的高性能无人机。该无人机系统具有高可靠性和便捷的操纵性等优异品质,同时经过优化的气动布局,配备全自动弹射起飞和伞降系统,可加装高精度稳定砖塔、高光谱成像仪及全画幅数码相机等任务载荷,具备了完全自主化运营的特点,提供给用户更便捷、更可靠的操控、更灵活的运用以及对操纵人员更简化的培训要求,该无人机在同级别起飞重量的无人机中具有相对较长的航时。经过一系列的航测和遥感试验,固定翼无人机遥感系统已成功应用于航空摄影测量、灾情监测和评估、突发事件监控、森林防火和城市消防、国土资源调查等领域,成为航空遥感与监控的又一利器 产品概要:无人机采用了具备大升阻比和优异飞行性能的高升力翼型,

增大了机舱和油箱容积,提供更大的设备安装空间和更长的续航时间。最大任务载荷达到了公斤,可搭载更大像素的影像传感器。同时,该无人机系统自动化程度高,整个飞行过程采用全自动弹射起飞,全自动开伞回收,可极大的减小对飞行场地的依赖,对普通的用户的掌握起到了积极作用。

系统主要性能指标

系统技术关键点: 、采用高质量复合材料、高精度模具以及各类高精度的零部件和机电设备,有效地保证了系统的可靠性和稳定性; 、采用先进的以导航为基础的高精度飞控,经过系统集成和软件系统的二次开发,实现了满足光谱遥感和测量要求的航摄过程的全自动化和超视距作业; 、配备自主开发的航线规划软件,可根据测区多边形顶点坐标和各类光谱遥感、航测参数,如拍摄比例尺、重叠率等快速生成优化的飞行拍摄文件和任务报告; 、配备便携式地面控制站或笔记本电脑,可利用控制软件通过无线数据链实时监控无人机的飞行和作业状态,灵活掌控无人机的作业飞行;、专业高光谱相机和数码像机搭配自主开发的姿态稳定云台,可有效控制影像的姿态,使其在航测允许误差之内; 、陀螺稳定的光电砖塔平台,可使摄像机稳定在任意需要的位置进行连续视频监控; 、国内首创的光谱遥感无人机系统。将性能先进的光谱相机与自动化的无人机系统结合,在国内率先实现光谱遥感的小型化、实用化。 、飞机起降距离短,不需要专用跑道,有很强的场地适应性; 、飞机抗风能力强,在级风的气象条件下能稳定作业; 、系统拆装简便,可在分钟内完成组装、调试和回收,无需专用工具。所有设备可装载于一辆十座的中型客车上运输。

国外无人机自主飞行控制研究

2004年3月第26卷 第3期 系统工程与电子技术Systems Engineering and Electronics Mar .2004 Vol .26 No .3     收稿日期:2002-09-06;修回日期:2003-01-15。 作者简介:唐强(1978-),男,博士研究生,主要研究方向为飞行控制,智能控制。  文章编号:1001-506X (2004)03-0418-05 国外无人机自主飞行控制研究 唐 强1 ,朱志强 1,2 ,王建元 1,2 (1.西北工业大学自动控制系,陕西西安710072;2.飞行自动控制研究所,陕西西安710065) 摘 要:无人机自主飞行控制的研究属于飞行控制的前沿问题,其目的是实现无人机的自主飞行控制、决策和管理。由于其高度的复杂性和智能性,在理论和工程实际上尚处于起步阶段。结合近年来国外的发展状况和一些主要的研究成果,对无人机的自主飞行控制的研究进行了概述。首先介绍了自主控制的概念,然后分别探讨了无人机自主飞行控制中几个相关的关键问题,主要包括飞行中规划与重规划,自主飞行控制的分层结构,以及无人机自主着陆等问题,最后对未来的发展方向和面临的挑战进行了展望。 关键词:无人机;自主飞行控制;规划;分层结构;自主着陆中图分类号:V249.1 文献标识码:A Survey of foreign researches on autonomous flight control for unmanned aerial vehicles TANG Qiang 1,ZHU Zhi -qiang 1,2,WANG Jian -yuan 1,2 (1.Depar tment of Automatic C ontr ol ,Nort hw este rn Polytechnical Uni ver sity ,Xi 'an 710072,C hina ; 2.Flight Automatic Contr ol Re searc h Ins titute ,Xi 'an 710065,China ) A bstract :The stud y on autonomous flight control of un manned aerial vehicles (UAVs )is a frontier problem of flight control .Its goal is to realize the autonomous flight control ,decision making and management for UAVs .Because of its huge complexit y and high intelligence ,it is still in the early stage .The foreign researches and their res ults in this field are overviewed .In the first place ,the concept of auton omous control is introduced .Then several related key issues are discussed respectivel y ,including the in -flight plan -ning and re -planning problems ,the hierarchical structure of control s ystems ,and the autonomous landing of UAVs .Finally ,the re -searh areas are proposed to address development tendency and challenges . Key wo rds :un man ned aerial vehicles (UAVs );autonomous flight con trol ;plannin g ;hierarchical structure ;autonomous landing 1 引 言 随着应用的需要和航空技术的发展,近年来世界范围内掀起了对无人机(unmanned aerial vehicles ,UAVs )的研究热潮,美国、英国、法国、德国、以色列、澳大利亚等国都针对这个领域投入了相当的研究力量。究其原因,用无人机替代有人驾驶飞机可以降低生产成本,便于运输、维修和保养,而且不用考虑人的生理和心理承受极限。未来无人机在军事和民事上都有广泛的应用前景。在军事领域,采用无人机进行作战和侦察,可以减少人员的伤亡,还能具有超高过载的机动能力,有利于攻击和摆脱威胁。在民用领域,无人机可以完成资源勘测、灾情侦察、通信中继、环境监测等繁重重复或具有一定危险的任务。 无人机概念的产生由来已久。美国是现今世界上最主要的无人机生产研制国,在其庞大航空工业力量的支持下,积累了相当丰富的关于无人机系统功能、结构和部件上的技术经 验,研制出了“全球鹰”、“捕食者”等先进的无人飞行系统,而 且还有大量的在研型号和项目。即使这样,各国学术界和工业界也认识到在复杂不确定的环境条件下,现有的无人机系统一旦缺乏人的控制决策干预,往往不能顺利完成任务。针对以上现状,很自然可以提出这样一个问题,即如何最大程度地给无人机这种机器系统赋予智能,实现其自主飞行控制、决策和管理,从而在某些领域取代有人驾驶飞机的作用。在传统的控制方式下,无人机的控制可以由与其一起混合编队的有人飞机利用近距离通信链实现;也可以通过远距离的地面或空中指挥平台进行控制;还可以利用卫星通信控制。但是上述方法都是通过外界数据通信链对无人机进行控制,在恶劣的条件下,一旦通信链不再可靠和畅通,后果将不堪预料。所以对于复杂环境下工作的无人机,必然要求其具有较强的自主飞行决策控制能力,以适应未来的需要。 2 自主控制的概念 自主控制问题的提起常常与智能机器人的控制联系紧

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