系留无人机

系留无人机是将无人机和系留综合缆绳结合起来实现的，系留无人机通过综合缆绳传输电能，其结构大小、制作材料可以根据应用需求来设计不会受到较大限制，且机动性能强，根据绞车的固定位置不同可分为地面固定式、车载移动式和舰载移动式三种工作方式以适应各种工作环境的需求。

中文名：系留无人机

外文名：Mooring unmanned aerial vehicle (uav)

优势：机动性强、悬停时间长

简介

特点

用途

前景

简介

无人机由于结构简单新颖、制造与运用成本都较低且飞行性能良好，近年来逐渐出现在军用以及民用的相关领域。但随着其应用的领域越来越广，其缺点也逐渐凸显出来，即由电池供电限制了它的结构大小，导致有效载荷小且无法长时间连续工作。

浮空器是一种轻于空气的飞行器，分为气球和飞艇两类。气球是没有动力装置的，升空后可随风飘动或根据需要被系留在固定的位置上。而飞艇则装有发动机、螺旋桨等动力装置，且飞行路线可以控制。系留浮空器是由缆绳拴系固定的浮空器，依靠气囊内的气体产生的浮力、气动升力、整体的重力以及缆绳的拉力处于动态平衡的状态，若用综合缆绳代替普通缆绳还可以进行信号传输和用电供给，使得系留浮空器可以在空中特定范围内实现定高度、长时间驻留。

特点

系留无人机多数是工业级产品，可以有效解决用以解决飞丢、炸机等安全问题，亦可实现不限时空中悬停。

用途

系留无人机主要应用于长时间不间断的空中监控和应急通讯，可以搭载特制可见光摄像机和红外热成像仪，也可以搭载特制应急通讯中继设备。目前系留无人机已经在军事、消防、石油、海洋、测绘、交通、科研等多个专业领域广泛应用。

前景

目前系留绳并不传输控制信号和传输电力，可以看作是工业系留机的简化版，期待众厂商在这基础上继续改进，作为室内无人机以系留方式供电，解决长航时问题，再加上良好的网络覆盖，以此为开端，完全可以开辟起庞大的室内无人机市场。

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）

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

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

植保无人机操作综合考试1

植保无人机综合考试（一）一、单选题 1. 四旋翼无人机能飞起来是因为（） A. 无人机本来就比空气飞轻 B.因为风将无人机吹到空中 B. 四个螺旋桨旋转产生的升力大于无人机重力 C. 四个螺旋桨旋转使无人机重力消失 2. P20 植保无人机飞行作业的效率，是人工植保的多少倍？（） A. 60至80倍 B.10至20倍 C.7倍 D.90至100倍 3. 喷洒的药物雾化效果越好，作物的吸收效果也越好。P 系列农业无人机的离心雾化喷头能把药粒雾化到多少微米？ A. 150-550 微米 B.85-550 微米 C.100-600 微米 D.200-600 微米 4. 出于人员安全考虑，作业地块应处于以下哪种状态？（） A. 作业时，刚作业过的航线区域考研有人 B. 当作业高度比人高 1 米时，作业区域可以有人 C. 作业区域不能有人 D. 无人机起飞时，刚作业过的航线区域可以有人 5. 智能电池充电完成后会有什么提示？（） A. 无提示 B.五颗绿灯闪烁并伴有声音提示 C.五颗绿灯常亮并伴有声音提示 D. 五颗绿灯闪烁 6. 农业无人机植保作业过程中，小白发现“极飞农业”APP 出现电池电量低的警告（当电量《=30%时），但此次航线作业还未完成，建议小白（） A. 以防止智能电池过度放电为原则，安全返航更换电池 B. 以完成作业为第一目的，智能电池可以过度放电一两次 C. 以完成作业为第一目的，即使智能电池过度放电也无所谓 D. 只要无人机不会掉下无需理会智能电池的电量 7. 灌药机校准步骤可简要归纳为（） A. 先满药箱校准再空药箱校准 B. 先空药箱校准再满药箱校准 C. 空、满药箱只需校准一个即可 D. 空、满药箱校准满药先后顺序 8. 灌药机与药箱连接插孔需保持清洁，否则灌药过程中可能会导致什么情况？（） A. 灌药机显示异常 B.无影响 C.漏药 D.灌药量出错

无人机警用解决方案

无人机警用系统解决方案一、无人机警用系统行业概述 1.行业概述无人机凭借成本低、易操纵、高度灵活和稳定等优点，能够完成空中监控、日常巡逻、搜索跟踪等任务，受到了警务部门的青睐。公安干警和武警利用无人机来应对突发的社会事件，交警部门则用无人机来进行交通方面的管理，特警部门则利用无人机进行空中侦察抓捕罪犯等工作。总之，警用无人机在未来将会协助各个警察部门在公共安全领域发挥更为重要的作用。 2.行业应用【1】无人机在社区民警领域的应用一般而言，社区民警时公安派出所从事治安防范、管理和沟通群众的主要力，主要承担的职责有六项，即开展群众工作、掌握社情民意、管理实际人口、组织安全防范以及维护治安秩序、应急救助等服务。对于管辖范围较大、人口较为密集的地区，无人机的装备无疑为社区民警的工作带来了极大的提升。（1）公共领域的常规巡查

对于片区治安来说，巡查是社区民警必不可少的一项工作。但是对于管辖区域大、人口密集且分散分布的地区，由于警务力量不足等因素，可能造成巡查存在漏洞，给犯罪分子以可乘之机。无人机一般可携带多种警务设备，包括高清数码摄像机、夜视仪等，可以帮助社区民警对管辖区域进行定时定线地巡查。不仅可以节省警务力量，而且有利于公安部门及时掌握相关区域的公共安全状况。（2）大型集会的监控无人机可对会场空中监控，提供高清画面，并可以快速机动到任何需要的区域上空，搜索发现地面可疑人员、车辆，提供强有力的空中情报保障。将视频图像实时传输回指挥中心，指挥中心根据无人机传输回的资料对现场实时掌控，一旦发现突发情况，无人机可以第一时间发现，极大地提高了应急处理效率。（3）聚众闹事事件的监控

关于无人机的论文综合

前言：无人机(缩写为UAV)又称“空中机器人”是一种动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器。它大体上是由无人机载体、地面站设备(无线电控制、任务控制、发射回收等起降装置)以及有效负荷三部分组成的。根据无人机的结构、飞行时间、飞行距离或执行任务的性质等特点我们可以把它划分成不同种类。从总体结构来看,无人机有固定翼、垂直旋翼、倾斜旋翼、旋翼/固定翼之分;根据活动半径和续航时间,无人机可大体分为近程、短程、中程和远程四类;根据用途,我们又可以把无人机分为军用和民用两大类。无人机是1917年由英国首先研制成功的。虽然它问世已久,但直到上世纪50年代才得到了真正的发展。国内外无人机发展现状：国内无人机近几年来发展比较快，民企也多通过第三届尖兵之翼就可以看出国内现在发展无人机的趋势越来越好。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。正是因为看到未来无人机的民用市场潜力巨大，除一些科研院所外，民营企业也开始介入无人机市场。目前粗略估计全国约有170多家单位在生产无人机。“就低端产品而言，一套无人机系统的生产成本有可能不超过几十万元，这也是中国有众多厂家看重无人机市场前景的一个原因。我国无人机当前只具备侦查能力，无人机并不被现代战争看好，机器造价昂贵，战场灵敏度低，极易被敌人

捕捉，无法防御最新的电磁干扰等种种弊端，即便是美国也无能力大规模生产。国外近年来，无人机在民用方面的应用越来越多，各国在无人机的民用方面逐渐开放。无人机已经广泛应用于公共安全、应急搜救、农林、环保、交通、通信、气象、影视航拍等多领域。在过去几年，英国已经向130多家企业和政府机构颁发许可，美国签发了1400多份许可。毫无疑问，随着技术的更新和发展，民用无人机将迎来井喷式的发展，应用前景十分广阔。国际无人机标杆国家极其发展情况如下：美国：美国作为全球第一军事强国，无人机的种类和数量都居全球第一，美国无人机的发展方向代表了世界无人机的发展趋势。为了指导和规划美国无人机的发展，美国国防部相继于2000，2002，2005和2007年公开发表了4个官方文件：《2000~2025年美国无人机路线图》，《2002～2027年美国无人机路线图》，《200～2030年美国无人机系统路线图》、《2007～2032年美国无人系统路线图》。前3个路线图分别给出了自主控制等级发展趋势图，对无人机自主控制级别( Autonomous control level，ACI ) 都采用了相同的提法，把自主控制的级别划分为了10级，对自主控制等级的衡量标准中包括故障诊断能力、航线规划能力、机群协同能力、机群战术规划能力、分布式控制、机群战略目标等内荣。并对当前有代表性的、在研究的和未来规划的无人机系统如Pioneer，Global Hawk，X-45，AFRI Goal和ONR Goal等的ACI都进行了较明确的定义。ACI己经开始作为一种标准用来衡量无人机的自主性提高ACI是美国无人机发展的趋势之一。美国国家航空航天局(NASA)新成立了一个无人机应用中心，专门开展无人机的各种民用：研究，它同美国海洋与大气局(NOAA)合作利用无人机进行天气

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

MD4四旋翼无人机

md4-1000型四旋翼无人机系统介绍一、系统组成 “md4”系列四旋翼无人机系统由五个主要部分组成：飞行器、数字遥控器、地面站系统、机载任务设备和附属设备。飞行器是无人机系统的主体，根据指令完成飞行任务。数字遥控器用于对飞行器的实时操作，可以实时监控飞行器的各项状态指标。地面站系统主要由笔记本电脑和微波信号传输系统构成，可以通过微波，实时接收飞行器上机载设备拍摄的实时影像，以及实时监控飞行的各项状态指标。机载任务设备根据客户需要，可选配不同类型的酬载设备，如数码相机、高清摄像机、微光摄像机、红外摄像机等，完成不同的拍摄任务。附属设备包括电池、充电箱、数据线等系统配件。飞行器

数字遥控器一体化地面站

机载任务设备附属设备

二、系统技术参数

三、系统特性 1、可以定点悬停，稳定地拍摄感兴趣区域地物； 2、可以根据GPS信号，按照线路规划自主航行；没有GPS信号时也可以进行飞行，甚至在室内飞行； 3、具有高性能平衡云台，可以在大风中依然保证酬载设备得到稳定的目标影像； 4、可以搭载高清摄影机、高画质的相机等设备，并可以进行自由调焦，以得到目标部位最清晰的影像； 5、数传系统抗干扰性强，可以在距离电力线设备最近3m位置拍摄而信号不受干扰； 6、工业性能好，可以在强风、大雨的情况下正常起飞、作业，在紧急情况下也可以完成任务； 7、操作简单，熟练的话，一个人即可进行操作；新手的话，两个人配合即可进行操作； 8、具备电量安全提示，当电量低于额定值时报警，当电量低于最低电压时即便人不在现场也可以自动执行降落操作，保证无人机系统的安全； 9、采用微波作为数传系统，地面端可以实时得到高清影像； 10、具有电子围栏功能，具备位置记忆功能，可以在无操作的情况下，自动回到原来的位置悬停拍摄； 11、对起飞场地没有要求，3×3m的场地即可实现垂直起降； 12、电机具有优良的散热性能，可以在每次飞行结束后更换电池进行再次飞行，达到全天作业的目的；

无人机系统建设方案(初稿)--李仁伟--2018.09.21

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。

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。

消防用多旋翼无人机系统技术标准

UAV 中国无人机产业联盟标准消防用多旋翼无人机系统技术要求 2015-10-31发布——————————————————————————————————— 中国无人机产业联盟发布

前言本标准的全部技术内容为行业内认可标准。本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国无人机产业联盟提出。本标准主要起草单位：国鹰航空科技有限公司、中国电子科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、海鹰航空通用装备有限责任公司、华南理工大学、哈尔滨工程大学、深圳一电科技有限公司、深圳市科比特航空科技有限公司、广州长天航空（Space Arrow）科技有限公司、深圳九星智能航空科技有限公司、深圳九星天利科技有限公司、深圳科卫泰实业发展有限公司、中国人民解放军总参谋部第六十研究所、深圳洲际通航科技有限公司、深圳市彩虹鹰无人机研究院有限公司、深圳市创翼睿翔天空科技有限公司、保千里视像科技集团股份有限公司、深圳华越无人机技术有限公司、深圳高科新农技术有限公司、深圳市艾特航空科技有限公司、深圳市盛禾无人飞机科技有限公司、深圳警圣电子科技有限公司、深圳市森讯达电子有限公司、深圳金狮安防无人机有限公司、广东泰一高新技术发展有限公司、南京交研科技实业有限公司、合肥佳讯科技有限公司、安徽泽众安全科技有限公司、深圳市万华信息科技有限公司、天仞航空科技有限公司、承德鹰眼电子科技有限公司。本标准主要起草人：陶军生、胡志昂、宋鸿、杨金才、孙志坚、饶军、邵振海、吕明云、李春波、肖文建、刘伟、杨金铭、庞伟。本标准与2015年10月31日发布。

目次 1 范围 (4) 2 规范性引用文件 (4) 3 术语 (4) 4 系统构成 (5) 5 技术要求 (5) 5.1 功能要求 (5) 5.2 性能要求 (6) 6 信息传输 (7) 6.1 通用要求 (7) 6.2 视频流传输 (7) 7 环境适应性 (7) 7.1 气候环境适应性 (7) 7.2 机械环境适应性 (8) 8 安全性 (9) 8.1 绝缘电阻 (9) 8.2 抗电强度 (9) 8.3 泄漏电流 (9) 8.4 防过热 (10) 9 电磁兼容 (10) 9.1 电磁干扰 (10) 9.2 电磁辐射防护 (11) 10 质量保证规定 (11) 10.1 检验与测试 (11) 10.2 原材料质量 (11) 11 产品信息要求 (11) 11.1 产品标志 (11) 11.2 产品清单 (11) 11.3 产品说明书 (11)

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

无人机编程技术及智能系统设计

无人机编程技术及智能系统设计 1．无人机编程技术 1.1．无人机编程技术综述无人机本身是个非常综合性的系统。就基本的核心的飞行控制部分来说，一般包括内环和外环。内环负责控制飞机的姿态，外环负责控制飞机在三维空间的运动轨迹。高端的无人机，依靠高精度的加速度计和激光陀螺等先进的传感器（现在流行的都是基于捷连惯导而不是平台式），计算维持飞机的姿态。低端的型号则用一些MEMS器件来做姿态估算。但它们的数学原理基本是相同的。具体的算法根据硬件平台的能力，可能采用离散余弦矩阵/四元数/双子样/多子样. 高端的无人机，AHRS/IMU采用的基本都是民航或者军用的著名产品。例如全球鹰的利顿LN-100G/LN-200等。这些系统价格昂贵但精密，内部往往是零锁激光陀螺之类。例如LN-100G的GPS-INS组合，即使丢失GPS，靠惯性器件漂移仍可以控制在120m/min。低端的无人机就没那么精密讲究了，一般都依赖GPS等定位系统来进行外环控制，内环用MEMS陀螺和加速度计进行姿态估算。如果把无人机看成一个完整的系统，那么还需要很多其他支持，例如任务规划，地面跟踪等等.进行无人机编程，得看你具体是指哪方面。如果是飞控系统，你得需要比较扎实的数学知识，对各种矩阵运算/控制率什么的有深刻的了解。如果只是希望现有的带飞控的平台去做一些任务，那么需要根据具体的平台来考虑。有些平台提供了任务编辑器，甚至更灵活的任务脚本。 1.2．无人机编程模块分类：模块分类最粗的分法就是两个模块，一个模块负责飞行，维持飞机航线和姿态，以及和地面控制的通信，另一个模块就是功能模块，因为无人机总是要完成一些任务，具有一定功能的，如果再细分的话飞行模块里还有姿态控制，航线控制，GPS定位，电源或者燃料的管理等等。功能那一部分就看无人机要完成的任务了。如果说编程的话任何一个部分都可以通过程序自动划实现的。 1.硬件接口编程：如控制器和各传感器之间 2.控制算法程序实现，控制姿态调整的算法，编队飞行的算法，自主飞行智能算法等等。这些算法需要在主控器上通过机器语言（程序）实现。 3.传感器数据处理。如陀螺仪的角速度，强磁计的偏航信息，加速度计

无人机管线应用解决方案

1 石油、天燃气管线行业现状随着国民经济的快速发展，国家多能源的需求越来越大。我国现有在役石油天然气管道十几万公里，遍布全国二十多个省市和渤海、黄海、南海等广大海域，形成了国民经济的“血脉”。石油、天然气管道作为国家的能源动脉，其安全性显得尤为重要。传统石油、天然气管线巡检面临问题 ?人工管线巡线方式，工作量大、工作效率低，巡线周期长 ?遇到冰雪、水灾、地震、滑坡等恶劣天气时，对管线巡检工作影响大 ?受地形因素影响较大，山区等人、车到达困难区域，勘察工作困难，危险性大 ?利用卫星遥感数据进行管道选线，数据重访周期长，分辨率低 ?利用载人飞机进行管线巡检，使用成本高，维修费用高，操作复杂，空域申请复杂

2 解决方案 2.1 管线施工安全监测管线施工，都呈条带状分布，施工线路很长，施工时单纯依靠传统的人工监测，不仅工作量大，工作效率低，难以从全局去把控施工进度及施工安全问题。 ●首先，利用四旋翼无人机iFly D1搭载高清专业摄像机，实时获取施工现场图片和视频数据； ●然后，通过高清数字图传系统设备，将无人机获取的高清图片和视频数据实时回传至监控中心； ●最后，分析接收数据，根据数据信息作出科学、合理的措施，为管线等带状施工现场检测提供有力的技术支持。

2.2 管线安全巡检 a.无人机可见光巡查：无人机可见光巡查 ●首先，规划无人机巡检航线，进行自主飞行巡检，对管线损坏程度、遗漏情况等进行巡检； ●然后，利用旋翼无人机iFly D1搭载图传设备进行巡检监控，并将数据实时同步传输至地面站； ●最后，地面人员根据巡检实时数据判断巡检结果，并根据具体情况制定科学、合理的解决措施。无人机可见光巡线优势：与人工目视巡线相比，无人机工作范围大，拍摄角度灵活，离拍摄目标近，拍摄到的目标细节更丰富，有效提高巡线效率。

无人机管理制度及运用

无人机管理制度及运用一、无人机管理制度为贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，有序推进安全生产标准化、管理精细化，弘扬“高标严管品质清廉”的精神。我分部购入大疆无人机1台，运用于安全质量环保、抢险救灾和形象进度等方面的监测。依据中国民用航空局飞行标准司《轻小型民用无人机系统运行暂行规定》征求意见稿，特制定本《制度》。 1、无人机纳入分部项管会管理，无人机使用和保管由分部安质部负责，其他人员使用需在安质部登记备案。 2、无人机操作员必须认真负责、不得粗心大意、不得盲目蛮干、以免危机他人的生命或财产安全。无人机操作员必须经过出售方的培训并考核合格才能操作。 3、无人机操作员在酒后或受任何药物影响其工作能力时，严禁操作无人机，避免造成安全事件。 4、无人机起飞前操作员必须掌握天气情况、周边环境等，在风雨雪雾雷电等恶劣天气下严禁飞行，以免损坏。 5、在开阔的场地飞行：飞行时请远离建筑物、数木、高压线以及其它障碍物，同时远离水面、人群和动物。 6、在视距范围内飞行：请保持飞行器始终在视距范围内，避免飞到可能阻挡视线的物体后面造成损坏。 7、无人机与各类架空线路距离必须大于7m以上，无人机飞行垂直高度距离路基顶面不得大于60m，无人机飞行水平宽度不得超越青连铁路红线外30m，严禁在其它地方飞行。

8、本制度最终解释权归分部安质部，本制度不足之处在无人机使用过程中进行修订。二、无人机性能简介大疆PHANTOM 3 Advanced无人机由飞行器和遥控器组成。飞行器起飞重量1280g，最大起飞速度5m/s，最大下降速度3m/s，最大水平飞行速度16m/s，最大飞行海拔高度6000m，最大平面控制距离5000m，最大垂直飞行高度120m。无人机机身展示三、无人机在安全质量环保检查中的运用运用无人机在安全质量检查中达到了“横向到边、纵向到底、全方位无死角”的效果。在绿化工程和防护栅栏工程检查中发挥的作用尤为突出，通过航拍能全方位的掌握施工现场存在的问题，并分析影像资料、查找原因、以安全检查“四定”原则下发整改通知单，督促现场积极整改，确保安全生产、质量合格。

无人机设计手册及主要技术

无人机设计手册及主要技术内容简介独家《无人机设计手册》分上、下两册共十二章。上册包括无人机系统总体设计，气动、强度、结构设计，动力装置，发射与回收系统，飞行控制与管理系统。下册包括机载电气系统，指挥控制与任务规划，测控与信息传输，有人机改装无人机，综合保障设计，可靠性、维修性、安全性和环境适应性以及无人机飞行试验等。有关无人机任务设备、卫星中继通信的设计以及正在发展的无人机技术等内容，有待手册再版时编入，使无人机设计手册不断成熟和丰富。适用人群本手册是国内第一部较全面系统阐述无人机设计技术的工具书，不仅可作为无人机的设计参考，也可以作为院校无人机教学、无人机行业的工程技术人员和管理人员的参考书，并可供无人机部队试验人员使用。希望本手册的出版能对我国无人机研制工作的技术支持有所裨益。作者简介祝小平，现任西北工业大学无人机所总工程师，主要从事无人机总体设计、飞行控制与制导系统设计等研究工作。主持了工程型号、国防预研等国家重点项目多项，获国家和部级科学技术奖9项，其中国家科技进步一等奖1项，国防科技进步一等奖4项，获技术发明专利10项，荣立“国防科技工业武器装备型号研制”个人一等功，发表论著150多篇。先后入选国家级“新世纪百千万人才工程”、国防科技工业“511人才工程”和教育部“新世纪优秀人才支持计划”，获得“国防科技工业百名优秀博士、硕士”、“国防科技工业有突出贡献的中青年专家”、“陕西省有突出贡献专家”和“科学中国人(2009)年度人物”等荣誉称号。无人机相关GJB标准-融融网 gjb 8265-2014 无人机机载电子测量设备通用规范 gjb 4108-2000 军用小型无人机系统部队试验规程 gjb 5190-2004 无人机载有源雷达假目标通用规范 gjb 7201-2011 舰载无人机雷达对抗载荷自动测试设备通用规范 gjb 5433-2005 无人机系统通用要求 gjb 2347-1995 无人机通用规范 gjb 6724-2009 通信干扰无人机通用规范 gjb 6703-2009 无人机测控系统通用要求无人机发射系统通用要求gjb 2018-1994

基于STM32的微型四旋翼无人机控制系统设计—软件设计

毕业设计(论文)开题报告
题目：基于 STM32 的微型四旋翼无人机控制系统设计—软件设计
院（系）专班姓学导
电子信息工程学院
业电气工程及其自动化级名号师
2017 年 3 月 9 日

1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、国内外相关研究情况及研究意义） 1.1 题目背景微型无人机飞行器（MUAV，Mirco Unmanned Aerial Vehicle）是一种内置控制系统，可以远程操控实现自主飞行的设备。其类型包括固定翼微型飞行器、仿生扑翼微型飞行器及旋翼式微型飞行器。由于它具有隐蔽性强，低成本、低损耗、零伤亡、高机动性等优点，使其迅速从军事领域拓宽到农业、民用和科研等领域。在军事领域，因为具有零伤亡，战场生存能力强等特点，非常适合执行高危险和人类无法参与的任务。在民用上，他也可以代替载人机完成一些任务，比如救援搜索，灾情勘探，气象监测等。 MUAV 飞行性能主要包括，起飞着陆性能，姿态变换性能。而这些性能的优劣取决于核心部件--飞行控制系统。随着数字处理器处理速度和能力的不断提高，设计先进的控制系统已经是大势所趋。先进的飞行控制系统使微型无人机能在没有外界干预的情况下自主飞行，完成预先规定的任务。由于微型无人机身有限的负载能力和体积限制，现在的一些导航系统和飞行控制系统很难直接在微型无人机上使用，所以对微型无人机的飞行控制系统的研究意义重大！ 1.2 国内外相关研究情况国外对于四旋翼的研究非常的活跃，加拿大的雷克海德大学里面的相关研究人员很早就证明了采用四旋翼设计思路能够实现飞行器的稳定飞行，澳大利亚的卧龙岗大学相关研究人员已经对四旋翼有了精确的模型建立。各国研究人员也以此引发了一个四旋翼的研究热潮。下面对部分研究机构所设计的四旋翼做一个介绍 1）Microdrones MD4-1000 四旋翼无人飞行
MD4-1000 四旋翼无人机是由德国 MICRODRONES 公司生产，可垂直起降自动驾驶。机体云台都是采用特殊的碳纤维材料，机身重量轻、强度高，机臂可折叠，方便运输。姿态、高度以及航向参考系统集成了加速度计、陀螺仪、电子罗盘、气压高度计、温度计、湿度计等高精度传感器，相比 MD4-200，它的任务载荷大，抗风能力强，续航时间更长，姿态控制更加稳定。

多旋翼无人机飞行控制系统设计与实现研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2915804234.html, 多旋翼无人机飞行控制系统设计与实现研究作者：明志舒黄鹏刘志强李乐蒙高凯来源：《科技资讯》2017年第29期摘要：随着社会的进步和国民经济的发展，现代高新科技的发展得到了前所未有的推进，为各行业的进步和发展提供了良好的保障。近些年来出现的多旋翼无人机，是一种集合多项现代高新科技的成果，具有定点悬停功能，能够实现在现代军事、工业、农业等各个领域的应用。本文就四旋翼无人机为例，探讨了多旋翼无人机飞行控制系统的设计以及实现。关键词：多旋翼无人机飞行控制系统设计与实现研究无人机飞行控制系统中图分类号：V249 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（b）-0057-02 1 飞行控制系统的硬件设计本文设计的飞行控制系统在硬件方面主要分为控制器、传感器、电源、执行机构和遥控接收等模块，具体论述如下。 1.1 控制器我们利用美国德州仪器公司所研发的TMS320F28335当作控制器当中的主芯片，可以说它是当下功能最为强大的一种芯片，具备对信号加以处理的功能，而且还有嵌入式控制以及针对事件加以管理的功能。该芯片的外部接口基本原则为：将飞控系统作为基础而定。该芯片不管是在引脚数目上，还是在引脚功能方面都非常贴合飞控系统的全部要求，所以说只要针对芯片的接口加以少量地拓展就可以了。其主要的特征为：（1）利用到了哈弗总线结构。（2）其代码安全模块利用到了128位密码对Flash加以保护，保证相关寄存器在数据方面的安全。（3）TMS320F28335的应用，实现了对开发时间大幅度的节约，这主要是其利用到了目前应用比较广泛的C/C++语言。（4）1K×16 OTP ROM以及8K×16形式的Boot ROM，供给出了两个用于采样的电力，继而实现了对两个通道上信号实施的同步采集，所以有着非常高效的处理能力以及运算的精度，确保了信号所具备的时效性以及高速性。 1.2 传感器 1.2.1 陀螺仪陀螺仪能够对检测指示器中的数据加以显示，是自动控制系统当中的一个非常重要的组成。应用的陀螺仪是MPU6050三轴形式的陀螺仪，具有16位的模拟、数字转换器，使输出模拟量实现向可输出数字量的转化。 1.2.2 加速度传感器