基于激光雷达的多旋翼无人机室内定位与避障研究
34 | 电子制作 2018年8月
超声波模块和距离报警模块，其中光流传感器及激光雷达装置，负责主要的定位和探测障碍物的功能。而超声波模块作为辅助，通过使用超声波代替激光，弥补在某些特定环境下激光失能时作为替代设备。
图1 控制集成电路板图
激光雷达如图2所示,使用360度全平面扫描型雷达，
扫描频率10Hz，采样频率8000次/秒，高达18米的探测
距离，足以应付一般室内定位的要求。 图2 激光雷达探测
激光雷达系统使用经典的三角测距算法来计算环境距离如图3所示,距离d=s·f/x/tan(beta)。
2 组合导航在提升导航系统的冗余度和精度方面，组合导航具有明
显的优势，依托传感器提供的互补信息来完成这一过程。针对任何一种组合导航系统，无论是采用的何种配置(惯性导
航、卫星导航、雷达、摄像机、多普勒测速仪、高度计等传基础。 图3 经典的三角测距算法事实上，在组合导航系统需求的引导下，组合导航的EKF 应运而生。在近几十年的发展中，非线性滤波在该行业取得了众人瞩目的成绩，更加领先的非线性滤波器在组合导航系统的信息融合策略中也逐步渗透其中，成为发展的趋势。依据含噪声的观测量，通过在线估计方法计算出系统的隐含状态，是滤波的最终目的。经过半个世界的快速发展，工程界和统计学界将非线性滤波作为重要的研究课题一直在继续。基于局部线性化(一阶 Taylor 级数展开)的EKF 是当前应用最广的方法。目前，众多的学科和工程领域都已离不开EKF 技术，获得了人们的高度青睐。虽然具有众多的应用优势，但是EKF 的收敛性在目前看来缺少可操作的理论证明。为了更好的克服EKF 的该弱点， Uhlmann 和Julier 共同指出，“对概率分布进行近似要比对非线性函数进行近似容易的多”，并针对该问题提出了更深入的研究结论即 Unscented 卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter，UKF)。基于随机服从高斯分布的前提下，排除针对系统模型的假设，即EKF 不要求系统的近似线性。UKF 不需要计算 Jacobian 导数矩阵，甚至可以应用于不连续统。 UKF 的变形也可以在一定程度上放松高斯分布的假设。可以证明:UKF 的理论估计精度优于 EKF。本方案使用中值滤波的算法对激光扫描仪数据进行处
无人机激光雷达扫描系统
Li-Air无人机激光雷达扫描系统 Li-Air无人机激光雷达扫描系统可以实时、动态、大量采集空间点云信息。根据用户不同应用需求可以选择多旋翼无人机、无人直升机和固定翼无人机平台，可快速获取高密度、高精度的激光雷达点云数据。 硬件设备 Li-Air无人机激光雷达系统可搭载多种类型扫描仪，包括Riegl, Optech, MDL, Velodyne等，同时集成GPS、IMU和自主研发的控制平台。 图1扫描仪、GPS、IMU、控制平台 无人机激光雷达扫描系统设备参数见表格1： 表格 1 Li-Air无人机激光雷达扫描系统 图2 八旋翼无人机激光雷达系统图3 固定翼无人机激光雷达系统 设备检校
公司提供完善的设备检较系统，在设备使用过程中，定期对系统的各个组件进行重新标定，以保证所采集数据的精度。 图1扫描仪检校前（左）扫描仪检校后（中）检校前后叠加图（右） 图4（左）为检校前扫描线：不连续且有异常抖动；图4（中）为检校后扫描线：数据连续且平滑变化；图4（右）为检校前后叠加图，红线标记的部分检校效果对比明显。 图5从左至右依次为校正前（侧视图）、校正后（侧视图）、叠加效果图图5（左）为检校前扫描线：不在同一平面；图4（中）为检校后扫描线：在同一平面；图4（右）为检校前后叠加图。 成熟的飞控团队 公司拥有成熟的软硬件团队以及经验丰富的飞控手，保证数据质量以及设备的安全性，大大节约了外业成本和时间。
图6无人机激光雷达系统以及影像系统 完善的数据预处理软件 公司自主研发的无人机系统配备有成套的激光雷达数据预处理软件Li-Air，该软件可对无人机实时传回的激光雷达数据进行航迹解算、数据生成、可视化等。 图7 Li-Air数据预处理功能 成功案例 2014年7月，本公司利用Li-Air无人机激光雷达扫描系统进行中关村软件园园区扫描项目，采集园区高清点云以及影像数据。飞行高度200m，点云密度约50点/平方米，影像地面分辨率为5cm。通过POS数据解算，完成对点云和影像数据的整合，得到地形信息和DOM等。
AILIU型多旋翼系留无人机升空平台技术说明书
AXILIU-Z6/8型多旋翼系留无人机升空平台系统 技术说明书 编写 : 校 对: 审 核: 标 审: 会 签: 批 准 : 二?一七年七月
目次 1 产品用途和功能............................. 1.1产品用途............................... 1.2产品功能............................... 2 产品性能和数据............................. 2.1产品性能............................... 2.2产品数据............................... 3 产品组成、结构和工作原理........................ 3.1 产品组成............................. 3.2产品结构............................... 3.3工作原理图............................... 4 产品技术特点............................... 5 产品配套及其交联接口关系....................... 5.1 产品配套............................. 5.2交联接口关系.............................
6 使用维修中注意事项..........................
7 附录、附图............................... 8 索引..................................
多旋翼无人机技术术语零部组成测试工具应用等
无人机基础理论及系统应用技术培训UAV basic theory and system application technology training
一、多旋翼无人机的技术术语 二、多旋翼无人机的零部件介绍 三、多旋翼无人机的装配工具 四、多旋翼无人机的装配调试步骤
01、UAV：就是无人机英文简写。 02、多旋翼、多轴：无人飞行器简称多轴无人机，包括三轴、四轴、六轴、八轴、十六轴等等。 03、多轴无人机各种型号，例如F450就是轴距在450MM的多轴无人机简称F450。 04、多轴无人机布局模式X型、H型、十字型、Y字型（三轴Y字、六轴Y字等）。 05、穿越机：是指多轴竞技运动无人机，一般轴距在150MM-300MM轴距范围内（QA250就属于穿越机）。 06、飞控：是指无人机的高集成度的飞行控制系统。 07、控：是指RC遥控器，用于人工操作无人机的控制器。 08、地面站：是指用于主要有PC、操控、数传和图传模块等模块综合一体系统统称。 09、图传：是指实时图像无线传输（分WIFI图传和5.8G影音图传等系统），发射、接收、显示器组成。 10、数传：是指无人机数据链，实时反馈无人机飞控系统数据、故障、GPS、航线等。 11、FPV：是指First Person View的缩写，即“第一人称主视角”，它是无人机上图传实时看屏幕操控。 12、二轴自稳云台：是指带有陀螺仪获取云台的姿态，可以控制二轴通过pid来驱动电机保持云台的水平姿态。 13、三轴自稳云台：是指带有陀螺仪获取云台的姿态，可以控制三轴通过pid来驱动电机保持云台的水平姿态。 14、开控：是指打开RC遥控器。 15、上电：是指给无人机装上电池或者通电。
无人机激光雷达无居民海岛地形地貌测测量方案
无人机激光雷达无居民海岛地形地貌测绘 测量方案 *** ***
目录 一、概述 (4) 1.1 工程名称 (4) 1.2 测量时间 (4) 1.3 测量原理 (4) 1.4 测量范围及测量内容 (5) 1.4.1 测量范围 (5) 1.4.2 测量内容 (6) 1.5 管理体系 (6) 1.6 测绘资源配备 (6) 1.6.1 人员配置 (6) 1.6.2 设备配置 (6) 1.6.3软件配置 (7) 1.6.3 交通配置 (7) 1.6.4 主要设备性能参数 (7) 1.6.4.1轴多旋翼参数 (7) 1.6.4.2激光雷达性能参数 (8) 1.6.4.3 IMU性能参数 (9) 二、无人机激光雷达测量依据及设计原则 (10) 2.1 无人机激光雷达测量依据 (10) 2.2 设计原则 (11) 三、无人机激光雷达测量设计 (11) 3.1 测量技术要求 (11) 3.1.1 平面坐标系 (11) 3.1.2 高程系统 (11) 3.1.3 点云密度 (12) 3.1.4 点云数据高程精度要求 (12) 3.1.5 飞行天气、场地、高度、速度要求 (12) 3.1.6 其他要求 (12) 3.2 地面GPS基站架设 (12) 3.3 任务航线设计 (13) 3.3.1 检校场设计 (13) 3.3.1.2 检校场地面控制点布设及测量要求 (14) 3.3.2 航线设计 (14) 3.4 磁罗盘的校准 (15) 3.5 无人机的实验性飞行 (16) 3.6 无人机搭载设备后的检查 (16) 3.7 无人机作业前的“8”字飞行（IMU累计误差的消除） (18) 3.8 无人机的正常飞行（航线飞行） (19) 四、内业处理 (20) 4.1 数据准备 (20) 4.1.1 原始数据下载 (20) 4.1.2 POS数据解算 (20)
无人机机载激光雷达系统航带拼接方法研究 刘向伟
无人机机载激光雷达系统航带拼接方法研究刘向伟 发表时间：2018-03-01T14:00:21.743Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：刘向伟付云龙冯元春 [导读] 摘要：为了减少机载激光雷达（激光雷达）系统的系统误差和随机误差引起的三维（3d）之间的空间地带偏差，提高数据精度，选择基于数据驱动的“六参数”地带的调整方法，实现无人机机载激光雷达系统的拼接。 天津市津典工程勘测有限公司天津 300222 摘要：为了减少机载激光雷达（激光雷达）系统的系统误差和随机误差引起的三维（3d）之间的空间地带偏差，提高数据精度，选择基于数据驱动的“六参数”地带的调整方法，实现无人机机载激光雷达系统的拼接。本文针对大面积更多地带INSAR（干涉合成孔径雷达）图像定位和拼接问题缺乏地面控制点，并提出了一个联合定位条INSAR成像方法。该方法在摄影测量光束调整思想的方法，并使用INSAR干扰图像上每个点高程值的选择。分析了控制点的数量，位置，重叠区域，地形起伏的影响调整精度，并给出控制点布的原则。 关键词：激光光学；激光雷达；航带平差 1前言 机载激光雷达系统集激光测距技术、计算机技术和高精度的惯性导航和高精度动态定位技术，可以直接与高密度，高精度三维（3d）空间点云，更智能和自动数据采集和处理，已在测绘领域的广泛关注。但由于激光雷达系统是由全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）和扫描仪，和复杂的多传感器集成系统的其他部分，其精度是影响常见系统内的部分。 2平差模型及平差方法 2.1数学模型 “距离－多普勒”方程组是严密的构像模型，它符合INSAR成像机理。因此，本文研究内容都是基于该模型而展开的。“距离－多普勒”方程组为： 式中，（XS0，YS0，ZS0）是飞机的起始位置；（VX，VY，VZ）是飞机的速度；（ax，aY，az）是飞机的加速度；DS0为近距点斜距；mｘ为距离向分辨率；fd为多普勒中心频率；Prf是脉冲重复频率。DSO、mx、fd、prf为已知参数。经运动补偿后，飞机的航迹是作匀速直线运动的，因此，式（3）中可以省略二次项，则待求定位参数为XS0，YS0，ZS0，VX，VY，VZ。 1.2平差方法 光束法是精度最高的区域网平差方法。本文借鉴光束法的思想，利用距离多普勒方程建立飞机位置、像点坐标、地面点坐标之间的关系。使用泰勒公式对式（1）、式（2）线性化得到误差方程：
多旋翼无人机教案
哈尔滨四通技工学校第三教学站延寿农民工综合培训学校 多旋翼无人机操作教案 二0 —七春季生 1/1
多旋翼无人机操作基础 授课教师:张海东 第一章无人飞行器概述 1、 无人飞行器发展简史 2、 无人飞行器的优缺点 3、 无人飞行器应用领域 1、 什么事无人机 2、 无人机的应用 3、 无人机未来的发展趋势 无人机的概述重要性，帮助学员更好的了解无人 机。 讲授法 新课 二课时 一、 组织教学 二、 课前提问 三、 导入新课 四、 教学内容： 1、1910年，在莱特兄弟所取得的成功的鼓舞 下，来自俄亥俄州的年轻军事工程师查尔斯?科特林 建议使用没有人驾驶的飞行器：用钟表机械装置控 制飞机，使其在预定地点抛掉机翼并象炸弹一样落 向敌人。在美国陆军的支持和资助下，他制成并试 验了几个模型，取名为“科特林空中鱼雷”、“科 特林虫子”。 2【二战期间，美国海军首先将无人机作为空面 武器使 用。1944年，美国海军为了对德国潜艇基地 进行打击，使用了由B-17轰炸机改装的遥控舰载 机。 3、上世纪70-90年代及其以后，以色列军事专 家、科学家和设计师对无人驾驶技术装备的发展做 出了突岀贡献，并使以色列在世界无人驾驶系统的 研制和作战使用领域占有重要地位。 4、 最著名的是“捕食者”可复用无人机，世界 上 最大的无人机- - “全球鹰”，“影子?200”低空 无人 机，“扫描鹰”小型无人机，“火力侦察兵” 无人直升课程名称： 课题 教 学目标 教学重点 教材分析 教学方法 授课类型 课时 课程内容
机。 5、理论开创阶段，多旋翼无人飞行器理论开创于 上世纪10年代，直升机研发之前。几家主要飞机生产 商开发出的在多个螺旋桨屮搭乘飞行员的机型。这种设 计开创了多旋翼飞行器的理论。 6、加速发展阶段，2007年以后，装配高性能压电 陶瓷陀螺仪和角速度传感器（六轴陀螺仪）的多旋翼无 人飞行器开始出现加速发展。 7、未来发展阶段，伴随着飞行器技术的进步，多 旋翼无人飞行器使用者会急剧增加。这样一来，事故和 故障也会相应增加，甚至会发展成社会问题。今后不仅 是制造商和商店一级，协会和主管部门面向多旋翼无人 飞行器的飞行会和培训班也会增加。 8、优点的特性。 9、避免牺牲空勤人员，因为飞机上不需要飞行人 员，所以最大可能地保障了人的生命安全。 10、无人机尺寸相对较小，设计时不受驾驶员生理 条件限制，可以有很大的工作强度，不需要人员生存保障 系统和应急救生系统等，大大地减轻了飞机重量。 11、制造成本与寿命周期费用低，没有昂贵的训练 费用和维护费用，机体使用寿命长，检修和维护简单。 12、无人机的技术优势是能够定点起飞，降落，对起 降场地的条件要求不高，可以通过无线电遥控或通过机 载计算机实现远程遥控。 课程后记给学生留了上网查询无人机的信息的作业。
基于激光雷达的多旋翼无人机室内定位与避障研究
34 | 电子制作 2018年8月 超声波模块和距离报警模块，其中光流传感器及激光雷达装置，负责主要的定位和探测障碍物的功能。而超声波模块作为辅助，通过使用超声波代替激光，弥补在某些特定环境下激光失能时作为替代设备。 图1 控制集成电路板图 激光雷达如图2所示,使用360度全平面扫描型雷达， 扫描频率10Hz，采样频率8000次/秒，高达18米的探测 距离，足以应付一般室内定位的要求。 图2 激光雷达探测 激光雷达系统使用经典的三角测距算法来计算环境距离如图3所示,距离d=s·f/x/tan(beta)。 2 组合导航在提升导航系统的冗余度和精度方面，组合导航具有明 显的优势，依托传感器提供的互补信息来完成这一过程。针对任何一种组合导航系统，无论是采用的何种配置(惯性导 航、卫星导航、雷达、摄像机、多普勒测速仪、高度计等传基础。 图3 经典的三角测距算法事实上，在组合导航系统需求的引导下，组合导航的EKF 应运而生。在近几十年的发展中，非线性滤波在该行业取得了众人瞩目的成绩，更加领先的非线性滤波器在组合导航系统的信息融合策略中也逐步渗透其中，成为发展的趋势。依据含噪声的观测量，通过在线估计方法计算出系统的隐含状态，是滤波的最终目的。经过半个世界的快速发展，工程界和统计学界将非线性滤波作为重要的研究课题一直在继续。基于局部线性化(一阶 Taylor 级数展开)的EKF 是当前应用最广的方法。目前，众多的学科和工程领域都已离不开EKF 技术，获得了人们的高度青睐。虽然具有众多的应用优势，但是EKF 的收敛性在目前看来缺少可操作的理论证明。为了更好的克服EKF 的该弱点， Uhlmann 和Julier 共同指出，“对概率分布进行近似要比对非线性函数进行近似容易的多”，并针对该问题提出了更深入的研究结论即 Unscented 卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter，UKF)。基于随机服从高斯分布的前提下，排除针对系统模型的假设，即EKF 不要求系统的近似线性。UKF 不需要计算 Jacobian 导数矩阵，甚至可以应用于不连续统。 UKF 的变形也可以在一定程度上放松高斯分布的假设。可以证明:UKF 的理论估计精度优于 EKF。本方案使用中值滤波的算法对激光扫描仪数据进行处
多旋翼无人机的发展以及应用
多旋翼无人机的发展以及应用 多旋翼无人机是一种能够垂直起降的无人直升机，其发展历史最早可以追溯到1907年，当时Breguet兄弟Louis和Jacque在法国科学家CharlesRichet的指导下，设计制造了世界上第一架有人驾驶的多旋翼飞机—“旋翼机一号”。 多旋翼无人机根据旋翼的数目可以分为四旋翼、六旋翼、八旋翼等类型，还有一些特殊造型的多旋翼无人机，其最大特点就是具有多对旋翼，并且每对旋翼的转向相反，用来抵消彼此反扭力矩。多旋翼无机人相较于其它无人机具有得天独厚的优势，与固定翼飞机相比，它具有可以垂直起降，可以定点盘旋的优点；与单旋翼直升机相比，它采用无刷电机作为动力，并且没有尾桨装置，因此具有机械结构简单、安全性高、使用成本低等优点。多旋翼无人机的诸多优点使它在以下领域获得了广泛的应用： 1．教育科研领域应用，多旋翼无人机的研究涉及到自动控制技术、MEMS传感器技术、计算机技术、导航技术等，是多科学领域融合研究的一个理想平台； 2．航拍领域应用，利用多旋翼无人机搭载相机设备（可见光相机/红外相机），并配备图像传输系统，被人们称为“可飞行的相机”已被广泛的应用于影视航拍。 3．军事领域应用，多旋翼无人机搭载侦查设备快速飞行到危险区域执行侦查任务，为作战人员提供战场信息，是单兵作战的理想装备； 4．警用安全领域应用，无人机可搭载高清晰度数码摄像机：实时图传系统和地面控制系统可有效协助工作人员锁定、凝视关注事物。无人机可搭载物质投递设备：通过集成探杆、线轮、物品仓、软梯等装备，并搭载相关投放设备，可执行物资横向运输、线路牵引、传单投递、物资投递等。警用安防无人机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。应用于反恐维稳，如遇到突发事件、灾难性暴力事件，可迅速达到实时现场视频画面传输，传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。无人机能进一步提高公安干警的响应、决策、评估效率，推动公安的信息化建设进程。 5．农业领域应用，利用多旋翼无人机替代人进行喷洒农药，具有成本低、效率高，减少农药对人体伤害等优势；除了喷洒农药，无人机还可以用来检测水稻长势，这项研究已经开发出了成熟产品。无人机装载光谱传感器，在稻田上空飞一圈，就可以记录下水稻颜色深浅，人们可以此来判断水稻生长情况，对后续农药、肥料喷洒提供参考。无人机还能用来研究土地荒漠化变化历程、植被变迁、土壤盐渍化检测等方面，对农林植物进行病虫害监测和预警。 6．交通领域应用，交警在执法过程中用上了无人机，用于抓拍违法行为。无人机能对监控盲区的违法行为进行补充抓拍，在交通拥堵的情况下，无人机可以率先赶到现场勘察，通过图传功能将交通状况传回指挥中心，便于远程指挥疏导。 7.环保领域应用，无人机可用来观测空气、土壤、植被和水质状况，也可实时跟踪和监测突发环境污染事件的发展；监测企业工厂的废气与废水排放，寻找污染源。 8．救生医疗应用，当发生洪水时，无人机可携带救生绳或救生圈，将其投到需要者身边。当有人在登山过程中突发疾病，无人机可携带急救药品飞到患者身边。 9．电力行业应用，电力无人机应用优势具备防雨水功能的无人机可在大雨、中雪天气飞行，不受恶劣天气影响，可随时巡航，有利于加大重点区段的特巡力度，增加大负荷运行下设备检测次数。无人机机动灵活，机身轻巧可靠，结构紧凑、性能卓越，使用不受地理条件、环境条件限制，特别适合在复杂环境执行任务，可定期对线路通道内树木、违章建筑等情况进行重点排查、清理，确保输电通道安全。傻瓜式自主飞行。无人机系统具备全自动一
机载激光雷达选择参考
机载激光雷达选择参考 目前市场上销售的机载激光雷达来自多个厂家，有多种品牌和种类。那么，如何从中选择技术先进、性价比好、故障少又售后服务完善的设备呢？ 一、机载激光雷达系统生产厂家介绍 目前提供机载激光雷达设备的厂家主要有：徕卡、Optech（加拿大）、IGI、天宝、TopEye和Riegl。 这些厂家的特点是什么呢？ （a）自己生产机载激光扫描仪，然后购买其他厂家的GPS/IMU及硬件和软件，集成机载激光雷达。这类厂家有徕卡，Optech（加拿大），Topeye（瑞典）和Riegl（奥地利）。 在这些生产激光扫描仪的厂家中，生产规模最大的和研究能力最强的是Riegl公司，他向许多厂家提供了一系列产品，如： LMS-Q系列机载激光扫描仪：LMS-Q240, LMS-Q280, LMS-Q120i，LMS-Q160(超轻型，防摔型，无人机专用)等。 新型的具备数字化全波形数据获取和实时处理能力的VQ系列机载激光扫描仪：VQ180, VQ280, VQ480，LMS-Q560和VQ680i等。 目前，徕卡只生产一种激光扫描仪，而其他厂家也大多只生产两款机载激光扫描仪作为自己的系统集成使用。Optech虽然能够生产具备数字化全波形数据的激光扫描仪，但不是标准配置，用户需要另外付费。但即便如此，也已经落后Riegl公司六年。 这里还要指出的是：徕卡公司在2005年前一直使用的是加拿大Applanix POS系统，由于美国的禁运政策，向中国出口的POS系统都进行了许多修改，性能明显下降，并且伴随不稳定的情况。为了保证激光雷达性能的可靠性，徕卡在2004年后测试了许多不同公司（包括Honeywell）的POS系统。在２００５年７月又从加拿大TerraMatics公司（1998年成立）购买了其POS系统的IP（知识产权），避开北美区域，由自己（在瑞士）来研发和委托生产型号为iPAS 的POS系统。目前国内所销售的徕卡的ALS５０－ii和６０系统基本都是配置iPAS定位系统。
激光雷达避障
基于radar的彩虹无人机避障技术及系统研究 所谓无人机自动避障功能（Obstacle Avoidance），就是无人机飞行器在自动飞行的过程中遇到障碍物的时候，通过自动提前识别、有效规避障碍物，达到安全飞行的效果。 基于航空物探作业（包括航磁及航放测量作业）的航空飞行平台改装，要求飞行器具备良好的低空避障能力，以应对飞行器在超低空飞行时可能遇到的剧烈起伏地形及各种动力线、高压线铁塔、桅杆、天线拉线等小型不可预知障碍物。 目前彩虹系列无人机装备的机载测距仪、传感器均无法做到预先发现危险物并提供障碍物信息。同时，基于视觉的避障策略无法在夜间和恶劣天气条件下为无人机避障提供帮助。为保证彩虹系列无人机飞行平台在物探等超低空作业中的飞行安全，研制装备高效可行的自主避障系统显得尤为迫切。 一、避障设备选型 1.微波雷达 传统意义上应用于雷达系统的电磁波，以工作频率划分为若干的波段，由低到高的顺序是：高频（HF）、甚高频（VHF）、超高频（UHF）、L波段、S波段、C波段、X波段、Ku波段、K波段和Ka波段等。非相控阵单雷达条件下，高频(短波长)的波段一般定位更准确，但作用范围短；低频(长波)的波段作用范围远，发现目标距离大。 表1雷达频段划分 米波的频率范围在300MHz–3GHz，主要用于通讯和电视广播； 厘米波的频率范围在3GHz–30GHz，主要用于雷达、卫星通讯，无线电导航； 毫米波的频率范围在30GHz–300GHz，用于卫星通讯。 雷达波段(radar frequency band)指雷达发射电波的频率范围。其度量单位是赫兹(Hz)或周/秒(C/s)。大多数雷达工作在超短波及微波波段，其频率范围在30~300000兆赫，相应波长为10米至1毫米，包括甚高频(VHF)、特高频(UHF)、超高频(SHF)、极高频(EHF)4个波段。在1GHz频率以下，由于通信和电视等占用频道，频谱拥挤，一般雷达较少采用，只有少数远程雷达和超视距雷达采用这一频段。高于15吉赫频率时，空气水分子吸收严重；高于30吉赫时，大气吸收急剧增大，雷达设备加工困难，接收机内部噪声增大，只有少数毫米波雷达工作在这一频段。 在实际应用中，选用的电磁波频率越高，其穿透性越差，空间损耗（大气中水蒸气和氧造成的损耗）越大，但精度会更高；反之，相对低频的电磁波（例如微波）在空气中损耗较低，发射和接收角度大，且传输距离远，在军事和民用发面得到广泛应用。
多旋翼无人机基础知识
无人机，也称无人飞行器，英文Unmannedaerial vehicle(UAV) 无人飞行器是一种配置了数据处理系统、传感器、自动控制系统和通讯系统等必要机载设备的飞行器。 无人机技术是一项设计多个技术领域的综合系统，它对通讯技术、传感器技术、人工智能技术、图像处理技术模式识别技术、现代控制理论都有较深的运用和较高的要求。 无人飞行器与它所配套的地面站测控系统、存储、托运、发射、回收、信息处理等维护保障部分一起形成了一套完整的系统，同城无人飞行器系统Unmannedaerial system(UAS) 1.1无人机的种类 固定翼无人飞行器采用电动或者燃料发动机产生向前拉力或推力，飞行器依靠固定翼的翼形上下边产生的大气动压强差产生的升力维持飞行器的控制。 无人飞艇采用充气囊结构作为飞行器的升力来源，充气囊一般充有比空气目的小的氢气或氦气。
旋翼无人飞行器，其配备有多个朝正上方安装的螺旋桨，由螺旋桨的动力系统产生向下的气流，并对飞行器产生升力。 扑翼无人飞行器是基于仿生学原理，配合活动机翼能否模拟飞鸟的翅膀上下扑动的动作而产生升力和向前的推力。 伞翼无人飞行器采用伞型机翼作为飞行器升力的主要来源。 1.2无人机的分类与管理 在中国无人机驾驶航空器体系中，按照无人机的基本起飞重量指标可以分为四个等级 1. 微型无人机，空机质量小于等于7千克 2. 轻型无人机，空机质量大于7千克，但小于等于116千克，并且全马力飞行中，矫正空速度100公里/小时，升限小鱼3000米 3. 小型无人机，空机质量小于等于5700千克，除微型及小型无人机以外的其他无人机 4. 大型无人机，空机质量大于5700千克的无人机 中国的空域目前归属于军队管理，民用航空领域则由民航总局向军队申请划分空域及航道。 民航总局针对私人飞行器的管理专设“中国航空器拥有者及驾驶员协会AircraftOwners and Pilots Association Of China - AOPA”， 中国民航领域对飞行器主要管理分为三个层次等级进行管理。 第一等级：室内飞行的无人机，视距内飞行的微型无人机，及非人口稠密区域的试验无人机，这等级的飞行器由拥有者自行管理，自行负责。
无人机激光雷达扫描系统
激光雷达扫描系统 激光雷达扫描系统可以实时、动态、大量采集空间点云信息。根据用户不同应用需求可以选择不同的载体平台（机载、车载），可快速获取高密度、高精度的激光雷达点云数据。 硬件设备 激光雷达系统可搭载多种类型扫描仪，包括RiegI, Op tech, MDL, Velod yne 等，同时集成GPS、IMU和自主研发的控制平台。 激光雷达扫描系统设备参数见表格1： 三维激光雷达扫描仪长距扫描仪 中距扫描仪短距扫描仪 扫描距离920m 500m 70m 扫描精度1cm 15cm 2cm 飞行速度20-60km/h 20-60km/h 20 -60km/h 扫描角度330°360°360° 每秒发射激光点数50万 3.6万70万 扫描仪重量 3.85kg 4.65kg 1kg 配备我公司自主研发的Li-Air数据处理系统 进行重新标 图1扫描仪、GPS、IMU、控制平台 图3固定翼无人机激光雷达系统 设备检校
定，以保证所采集数据的精度。 图1扫描仪检校前（左）扫描仪检校后（中）检校前后叠加图（右） 图4 （左）为检校前扫描线：不连续且有异常抖动；图4 （中）为检校后扫描线: 数据连续且平滑变化；图4 （右）为检校前后叠加图，红线标记的部分检校效果对比明显。 图5从左至右依次为校正前（侧视图）、校正后（侧视图）、叠加效果图 图5 （左）为检校前扫描线：不在同一平面；图4 （中）为检校后扫描线: 在同一平面；图4 （右）为检校前后叠加图。 完善的数据预处理软件 公司自主研发的激光雷达数据预处理软件可对实时传回的激光雷达数据进行航迹解算、数据生成、可视化等。
多旋翼无人机精细化巡检技术方案介绍
多旋翼无人机精细化巡检 多旋翼无人机精细化巡检通常应用于220kV及以上输电线路的架空输电线路巡检，主要巡检方式为拍照、录像等方式进行巡检，巡检的主要内容为杆塔本体及附属设施关键部位可见光拍照巡检并提交巡检所发现缺陷及相关报告。 第一部分：无人机精细化巡检内容 通常情况下多旋翼无人机精细化巡检（可见光拍摄）的主要巡检对象有如下7类。 1、导地线有无缺陷或异常； 2、线路金具有无缺陷或异常（甲方若要求间隔棒需巡检，可使无人机后 退到一定距离以拍摄通道的方式进行拍摄）； 3、绝缘子及绝缘子串有无缺陷或异常； 4、附属设施有无缺陷或异常； 5、通道及交叉跨越有无缺陷或异常； 6、基础地质环境有无缺陷或异常； 7、杆塔本体运行状况。 第二部分：巡检要求 多旋翼在保证最小安全距离10m的情况下，通过无人机对杆塔各个巡检部位进行可见光拍摄，照片像素为2400万，最终成像效果能清晰分辨出螺栓及开口销细节，并根据架空输电线路实际运行情况并结合不同塔型作业经验我们将架空输电线路精细化巡检的照片数量划定为单回路直线塔至少14张、单回路耐张塔至少27张、双回路直线塔至少25张、多回路耐张塔至少40张、单回路换位塔至少30张、双回路换位塔至少50张。下表仅以单回路
“导线排列方式以水平排列方式”塔型及和双回路“干”字型及与“干”字型塔相似塔型为例说明详细拍摄部位及巡检效果。 单回路杯型直线塔为例至少包含14张照片（杯型直线塔为例，基础地质环境未计入） 双回路直线塔至少包含26张照片（干字型塔为例，基础地质环境未计入)。
5杆塔塔头部分（左、右侧塔头） 2 合计:25张 第三部分：数据资料及报告 1、数据资料 巡检数据处理按照统一标准格式：线路名称（**kV**线）、杆塔编号（**号）逐级建立文件夹归档存放。 例：假设有单回路220kV洋双线Ⅰ线无人机精细化巡检资料，则有例（1）所示资料文件。
多旋翼无人机知识手册
[键入文字] V1.1版 翎航智能科技工作室 培训 教材 多旋翼无人机知识手册
前言 随着多旋翼无人机的应用日趋广泛，多旋翼无人机的入门门槛越来越低，“到手飞”、个人航拍机等对操作人员的要求几乎是零，对毫无基本常识和经验的人来说也可以操作。但这些都为人身和财产安全埋下了巨大的隐患，出于以上考虑，本教材阐述了多旋翼无人机的基本原理、总结了飞行过程中的注意事项、操作方法、以及如何规避风险。这是一本适合飞行初学者的教材，旨在普及航空知识、和飞行常识等基本理论，根据经验提出在飞行中应该注意的问题和如何规避风险、应急处置等。 本教材的材料有些基于无人机方面的书籍，有些则基于航模飞行的经验，很多都是十分难得的第一手资料，因此可以作为飞行初学者的基础教程，也可以作为以拓宽知识面、开拓思路为主要目的的广大无人机爱好者的学习资料。 由于水平有限，时间仓促，书中疏漏之处在所难免，敬请读者朋友批评指正，以使我们在再版时修订。 作者
目录 前言................................................................................................... - 2 - 目录................................................................................................... - 3 - 第一章绪论 ....................................................................................... - 4 - 第二章系统组成及原理.................................................................... - 7 - 第三章飞行器 ................................................................................. - 18 - 第四章操作方法实例...................................................................... - 26 - 第五章其他细节 ............................................................................. - 45 - 第六章多旋翼无人机的作用与意义 .............................................. - 53 - 第七章与多旋翼无人机有关的航空法规及航空气象 ................... - 54 - 总结................................................................................................... - 66 - 参考文献 ........................................................................................... - 66 -
精选LIU型多旋翼系留无人机升空平台技术说明书
精选L I U型多旋翼系留无人机升空平台技术说 明书 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
AXILIU-Z6/8型多旋翼系留无人机升空平台系统 技术说明书 编写： 校对： 审核： 标审： 会签： 批准： 二〇一七年七月
目次
AXILIU-Z6/8型多旋翼系留无人机升空平台系统 技术说明书 1产品用途和功能 1.1产品用途 升空平台AXILIU-Z6/8，可实现定点长时间滞空工作，主要用于远距离通讯的- Z6/8。 1.2产品功能 升空平台AXILIU-Z6/8主要的功能有：手动飞行、自动起飞、自动降落、自动返航、无线遥控、有线遥控、有线优先、RTK差分定位、卫星导航、悬停稳定、升空高度可调、失控保护功能、低电报警、低电报警电压可调、低电自动降落。 2产品性能和数据 1.3产品性能 a)实时向地面设备回传飞行姿态、速度、高度、经纬度等信息； b)悬停飞行功能：同时锁定高度和位置； c)具备高度锁定功能、返航点锁定功能；
d)内置黑匣子； e)多种失控保护机制设计； 1.4产品数据 1.1.1性能指标 a)飞行器重量（包含电池、桨叶、脚架）：10-20kg； b)飞行器外形尺寸：8轴≤1655mm×1450mm×505mm（不含螺旋桨）; 6轴≤1255mm×1250mm×505mm（不含螺旋桨）; c)系留迫降电池：5000-8000mAh； d)系留机载电源模块：3000-4500W； e)系留配置发电机：4000-8000W； f)导航要求： GPS、北斗双模； g)续航时间：标准电池下安全续航时间30分钟，系留模式不小于4小时。 h)最大平飞速度：20m/s； i)飞行器水平误差：≤5m；
浅析多旋翼无人机的传感器技术
浅析多旋翼无人机的传感器技术 1. 飞行器的状态 客机、多旋翼飞行器等很多载人不载人的飞行器要想稳定飞行，首先最基础的问题是确定自己在空间中的位置和相关的状态。测量这些状态，就需要各种不同的传感器。 世界是三维的，飞行器的三维位置非常重要。比如民航客机飞行的时候，都是用GPS获得自己经度、纬度和高度三维位置。另外GPS还能用多普勒效应测量自己的三维速度。后来GPS民用之后，成本十几块钱的GPS接收机就可以让小型的设备，比如汽车、手机也接收到自己的三维位置和三维速度。 对多旋翼飞行器来说，只知道三维位置和三维速度还不够，因为多旋翼飞行器在空中飞行的时候，是通过调整自己的“姿态”来产生往某个方向的推力的。比如说往侧面飞实际上就是往侧面倾，根据一些物理学的原理，飞行器的一部分升力会推着飞行器往侧面移动。为了能够调整自己的姿态，就必须有办法测量自己的姿态。姿态用三个角度表示，因此也是三维的。与三维位置、三维角度相对应的物理量是三维速度、三维加速度和三维角速度，一共是十五个需要测量的状态。 这十五个状态都对多旋翼飞行器保持稳定飞行有至关重要的作用。拿“悬停”这件看起来是多旋翼飞行器最基本的能力来说，实际上飞行器的控制器在背后做了一系列“串级控制”：在知道自己三维位置的基础上，控制自己的位置始终锁定在悬停位置，这里的控制量是一个目标的悬停速度，当飞行器的位置等于悬停位置时，这个目标悬停速度为0，当飞行器的位置偏离了悬停位置时，飞行器就需要产生一个让自己趋向悬停位置的速度，也就是一个不为零的目标悬停速度；飞行器要想控制自己产生目标悬停速度，就需要根据自己当前的三维速度，产生一个目标加速度；为了实现这个目标加速度，飞机需要知道自己的三维角度，进而调整自己的姿态；为了调整自己的姿态，就需要知道自己的三维角速度，进而调整电机的转速。 读者可能会想哇为什么这么复杂。其实我们身边的许多工程产品都在简单的表现背后藏着