多旋翼无人机振动传递路径分析

路径规划

路径规划是根据任务目标规划满足约束条件的飞行轨迹，其目的是根据预设数字地图，通过GPS/INS组合导航系统，在适当时间内计算出最优或次最优的飞行轨迹。轨迹跟踪控制也是跟路径规划相关的内容。对于轨迹跟踪控制，先将预定轨迹划分为一系列轨迹片段，设定一系列控制轨迹点。将控制轨迹点进行连接形成预定轨迹的逼近，四旋翼在满足预定速度和加速度约束的条件下，从一个轨迹点向下一个轨迹点飞行，实现轨迹跟踪。为实现有效轨迹跟踪控制，对于轨迹切向速度和法向侧位移误差进行反馈控制。切向速度误差控制保证四旋翼能够在预定时间到达指定目标轨迹点，法向侧位移误差控制能将轨迹跟踪偏离控制在一定范围内并始终使四旋翼回到预定轨迹上。 对四旋翼的路径规划是根据任务要求和通过约束条件：飞行的起点、终点、路径坐标、飞行高度、时间限制等，建立路径规划模型，规划出一条由起点到终点的飞行路径。通常都是将规划好的航迹路线下载到四旋翼的飞行控制板，通过调用规划好的航迹路线，飞行控制模块发送指令，使四旋翼按照航迹飞行。航迹规划可以分为两个层次：第一层是整体参考航迹规划，飞行任务要求，在确定飞行区域的情况下，通过动态路径规划算法生成一条最优参考航迹；第二层是局部航迹动态优化，由于航迹跟踪存在误差以及四旋翼重量较轻易受外部环境干扰，飞行过程中按一定频率调用动态航迹规划比对当前位置，最后生成最优航迹。 四旋翼的航迹规划主要考虑飞行器的大小、续航时间、动态性能等约束条件，这与固定翼航迹规划有较大的不同。四旋翼自身的约束要求：四旋翼尺寸，根据实际情况考虑是否忽略。最小飞行步长，四旋翼改变飞行姿态前必须保持直飞的最短距离。最大航程，能达到的最远飞行距离。飞行高度，设置最低安全飞行高度与最高飞行高度。 航迹规划算法可以分为传统经典算法和现代智能算法。前者主要包括动态规划法、导数相关法、最优控制法；后者主要包括启发式搜寻、遗传算法、人工神经网络、群体智能（主要包括蚁群算法、粒子群算法、蜂群算法）等。 <小型无人机航迹规划及数据链的设计>

无人机路径规划算法与仿真

收稿日期:2005-08-23 修回日期:2006-01-20*基金项目:国防基础973基金资助项目 　作者简介:马云红(1972-　),女,山西临猗人,博士生,主 要从事飞行器优化算法,任务规划和智能控制的研究。 文章编号:1002-0640(2007)06-0033-04 无人机路径规划算法与仿真* 马云红,周德云 (西北工业大学电子信息学院,陕西　西安　710072) 摘　要:根据敌方防御雷达、防空火力等威胁以及禁飞区的分布情况,构造基于战场威胁中心的V or ono i 图,得到可以规避各种威胁的航迹线段,结合战场威胁信息,计算航迹段的代价,形成有向图,计算出无人机初始最优航路,利用无人机初始状态和性能约束进行航路的进一步修正,满足了无人机的飞行特点。并运用M AT L AB 编制图形化界面,实现仿真结果的图形显示。 关键词:无人机,路径规划,Vo ro noi 图,修正中图分类号:V 249.1 文献标识码:A Study of Path Planning Algorithm and Simulation for UAV M A Yun -hong ,ZHOU De -y un (College of Electr onic I n f ormation ,N orthw est P oly technic U niver sity ,X i ’an 710072,China ) Abstract :A Vo ronoi diag ram is constr ucted based solely on the locations of the threats and no -fly zones.The Vo ronoi g raph yields the optimal paths to travel betw een a set o f threat central points to avo id the threats and no-fly zones.T he vector graphics is consisted of line w hose cost is calculated according to the special inform ation of thr eats including rang e ,location ,killing probability and so o n .Dijkstra ’s algo rithm is used to get the initial optimal paths ,and mor e ,the paths are transform ed into fly able paths according to UA V ’s initial state and capability lim it.T he simulatio n is com pleted under M AT LAB platform and the sim ulation result is presented. Key words :UA V ,path -planning ,Vor ono i diagr ams ,mo dification , 引　言 随着现代科学技术的突飞猛进和人们对未来战争认识观念的变化,世界各国愈来愈重视无人机的发展与研究,成为最近几年空中作战飞机的发展热点。相对于有人驾驶飞机而言,无人机具有许多优点,包括突出的机动性和灵活性,较低的生产成本,较大的负载能力,不考虑人员伤亡风险以及可进行高层协同等。从最近几年的发展情况来看,无人机的用途已从空中靶机、战场侦察逐步发展为干扰通信,压制敌方防空火力,进行导弹防御,攻击固定或移动目标,实施电子干扰、充当目标诱饵和进行对地攻击 等,在近二十年的几场局部战争中,无人机的成功使用和突出的作战效果进一步证实了无人机在现代战争中的作用与地位,从而大大促进了无人机技术的进一步发展。随着无人机在军事应用中的作用逐步 增大,无人机的相关技术也吸引了不少学者进行深入的研究,取得了一定的研究成果。作为提高无人机作战效率和作战自主性的关键技术,无人机路径规划问题成为许多学者的研究方向[3,4]。本文立足于解决给定战场威胁分布情况下的无人机飞行路径规划,通过构造威胁场分布的Vo ronoi 图得到待选路径段,然后采用Dijstra 算法进行最优路径的求解,并在MAT LAB 环境下进行了相应的仿真,给出了仿真结果。 1　战场环境的V oronoi 图构建 1.1　Voronoi 图的定义 Vo ronoi 图的含义为[1]:平面上一个点集P 的 Vol.32,No.6 J une,2007 　 　 火力与指挥控制 Fire Control and C om man d Con trol 　 　 第32卷　第6期2007年6月

四旋翼无人机毕业设计

渤海大学本科毕业论文（设计）四旋翼无人机设计与制作 The Manufacture and Design of Quad Rotor Unmanned Aerial Vehicle 学院（系）： 专业： 学号： 学生姓名： 入学年度： 指导教师： 完成日期：

摘要 四旋翼无人机飞行器因为它的结构简单，而且控制起来也很方便，因此它成为了近几年来发展起来的热门产业。在这里本文详细的介绍了四旋翼飞行器的设计和制作的过程，其中包括了四旋翼无人机飞行器的飞行原理，硬件的介绍和选型，姿态参考算法的推导和实现，系统软件的具体实现。该四旋翼飞行器控制系统以STM32f103zet 单片机为核心，根据各个传感器的特点，采用不同的校正方法对各个传感器数据进行校正以及低通数字滤波处理，之后设计了互补滤波器对姿态进行最优估计，实现精确的姿态测量。最后结合GPS控制与姿态控制叠加进行PID控制四旋翼飞行器的四个电机，来达到实现各种飞行动作的目的。在制作四旋翼飞行器的过程中，进行了大量的调试并且与现有优秀算法做对比验证，最终设计出能够稳定飞行的四旋翼无人机飞行器。 关键词：姿态传感器；四元数姿态解算；STM32微型处理器；数据融合；PID

The Manufacture and Design of Quad Rotor Unmanned Aerial Vehicle Abstract Quad-rotor unmanned aerial vehicle aircraft have a simple structure, and it is very easy to control, so it has become popular in recent years. Here article describes in detail the design and the process of making the four-rotor aircraft, including Quad-rotor UAV aircraft flight principle, hardware introduction and selection, implementation and realization of derivation attitude reference algorithm, the system software . The Quad-rotor aircraft control system STM32f103zet microcontroller core, and the advantages and disadvantages based on the accelerometer sensor, a gyro sensor and electronic compass sensors using different correction methods for correcting various sensor data and low-pass digital filter processing, after design complementary filter to estimate the optimal posture, precise attitude measurement. Finally, GPS control and attitude control PID control is superimposed four-rotor aircraft four motors to achieve a variety of flight maneuvers to achieve the purpose. Four-rotor aircraft in the production process, a lot of debugging and do comparison with the existing excellent algorithm validation, the final design to stabilize the Quad-rotor UAV flying aircraft. Key Words：MEMS Sensor; Quaternion; STM32 Processor; Data Fusion; PID

基于无人机的线路巡查系统设计

基于无人机的线路巡查系统设计 发表时间：2018-12-05T21:47:00.547Z 来源：《电力设备》2018年第22期作者：段李飞蒋钰何强宋治王治军宋强 [导读] 摘要：人类为了应对越来越紧迫的能源危机和环境危机，正在大力发展光伏发电等清洁能源。 （国网长治供电公司山西长治 046000） 摘要：人类为了应对越来越紧迫的能源危机和环境危机，正在大力发展光伏发电等清洁能源。2017年，我国光伏发电新增装机高达53.06GW，其中，分布式光伏新增装机达到20GW，占全部新增装机的接近40%，分布式光伏电站的运维也面临日益严峻的挑战。 关键词：无人机；新能源；分布式光伏；红外成像检测 1前言 四旋翼无人机成本低，轻便灵活，可搭载丰富的设备，因此许多大型光伏电站正逐步将其应用到光伏巡检中。在实际应用中发现，仅考虑到达目标点的轨迹规划方案因为没有考虑到四旋翼无人机的运动学特性，会造成区域漏检，影响最终检测结果的可靠性。此外，由于旋翼无人机续航能力的限制，巡检过程中的飞行路径规划也会直接影响到任务的执行效率。 2光伏产业简介及问题描述 2．1光伏巡检环境 在大型光伏电站中，由于北半球的日照来自偏南侧，光伏组件通常以光伏组串的形式放置，组串大体上是东西走向，南北相邻的光伏组串之间有一定的间隔，保证每个组件尽可能接受到辐照能量。由于光伏组串间外观都十分相近，光伏场区内的地理环境也大都较为重复，难以找出典型且通用的特征以支持对不同的地理区域进行区分。巡检的目标是以尽可能高的效率对整片光伏场区进行覆盖式的图像采集、分析并定位故障，在线路径规划在此场景下并不适用，因此对本例来说，需通过提前获得相对精确的光伏组件安装信息（如建站施工时的CAD图纸、高精度的GPS信息等等）采取离线路径规划的方式。针对该次飞行任务，设定无人机巡检高度为100m。在一次巡检中，令无人机沿着光伏组串的排列方向进行匀速飞行，无人机机身搭载的三轴云台相机视角朝向正下方并定点连续拍照，这种设计减轻了后期处理中的故障组件定位难度。当无人机完成对一列光伏组串的巡检并要进行下一列的巡检时，需要进行转弯机动，在旧方案里采用的是先减速定点再进行转弯的直线飞行模式，但是在实践中发现，某些情况下云台角度会与预期产生偏差，导致拍摄的图像不准确，影响后期的检测处理。 2．2飞行约束条件 无人机机身上搭载的相机自带一体式的三轴增稳云台，可以支持在大动作飞行的情况下依然保持视频拍摄平稳。在无人机的巡检过程中，云台相机的俯仰角被设定在－90°，亦即视角竖直向下。由于三轴云台具有自稳特性，机身在一定范围内的倾斜会让电机作出相应调整，而不会改变相机的对地位姿，保持视频画面平稳。当机身的俯仰角大于0°时，云台为保持画面平稳，会将俯仰角朝向∠C方向调整，即［－120°，－90°］范围内；若机身的俯仰角大于30°，则将超出云台相机的机械调节范围，在角度过大期间，将无法拍摄到预期图像；当机身俯仰角由大于30°减小到30°以下时，云台相机的俯仰角也不会回正，而是会由于传感器的偏差等原因，落在∠B范围内，即俯仰角处于［－90°，0°］的区间内，且误差会随着多次的俯仰角超出调整范围而产生叠加效应。此时只能通过手动调整云台角度，该过程涉及到人工操作，且动作滞后。这就导致了机身每发生一次大幅度的角度变化都会导致错误的发生。 3无人机在分布式光伏电站的应用分析 （1）分布式光伏电站采用人工巡检需要花费大量的时间和精力，费时费力，效率低下，难度大，成本高，风险突出。随着经济的发展和科技的进步，无人机技术快速发展，应用越来越广泛。无人机在航拍、农林植保、地质勘探、电力巡检等行业都有大量应用。 （2）在电力行业，无人机主要应用于架空输电线路巡检，为此国家电网发布了《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》、中电联发布了《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》。随着发展，行业内已经认识到无人机的优势，并编制了《光伏电站用无人机系统检测技术规范》，对无人机巡检系统及光电吊舱进行规范指引。 （3）光伏电站是无人机在电力系统应用的典型案例，无人机可以利用自身优势，快速对分布式光伏电站屋顶进行巡检，有效解决人员攀爬屋顶等困难，大大提高巡检效率，同时也规避了因人员攀爬工业钢构架屋顶产生的人员坠落及雷击等安全风险。 （4）由于分布式光伏，集电线路沿墙壁外延引出，巡查难度相对较大，房屋用户基本为工业企业，生产活动难免会对线路及组件产生影响。搭载高清摄像头的无人机对集电线路、光伏组件、屋顶状况等方面开展巡检，可以有效发现存在问题，能够及时解决隐患，即降低项目损失。 （5）除了实现日常巡检外，无人机搭配具有红外成像的光电吊舱还能实现光伏组件红外巡检，有效发现组串中损坏的发热组件。组件损坏或局部遮挡后将会产生热斑效应，由发电单元变为损耗单元，不但损坏组件寿命，并且影响整体组串的发电量。定期开展红外检测工作，将大大提高因组件损坏造成组串出力不高而损失的电量，尤其是分布式光伏位于工业园区，人为或其他原因造成的组件损坏率高，且遮挡问题较为严重。 （6）利用无人机巡检光伏电站，不仅降低了组件损坏的发现难度，在节省人工提升效率方面更具有先天的技术优势，将成为分布式光伏电站运维难点解决的关键助手。目前行业内已经开始逐步推广应用，无人机具备设置巡航路线，自动拍摄的功能，极大的方便了巡视数据的获取和后期数据分析。同时无人机的GPS导航功能也可以快速的定位巡视中存在缺陷的组件，便于维护人员及时赶赴现场处理。 4无人机的线路巡查系统设计 利用智能化的无人机巡检系统，可以自动开展巡检工作，巡检系统一般包括无人机系统、数据采集系统、地面智能控制系统和数据分析处理系统等4部分。 4.1无人机系统 无人机系统一般配置较长时间续航能力，同时具备一定的防护能力，多为工业级多旋翼无人机，并配置最新的飞行控制器，采用多传感器融合算法，以便控制能够精准可靠；能实时查看相机画面，传输距离远达5km；内部控制能够实时监控剩余电池电量，系统会自动分析计算出返航和降落所需的电量和时间，避免因电量不足引发的危险。同时可实现20min快速充电功能，能在短时间内将电池充满。 4.2数据采集系统数据 采集系统一般包含成像系统，能够识别组件遮挡物、灰尘遮盖状况，同时拥有红外成像系统，可采集热斑情况。图像数据一般实时传

多旋翼无人机的结构和原理

多旋翼无人机的结构和原理 翼型的升力： 升力的来龙去脉这是空气动力学中的知识，研究的内容十分广泛，本文只关注通识理论，阐述对翼型升力和旋翼升力的原理。 根据流体力学的基本原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小。由于机翼一般是不对称的，上表面比较凸，而下表面比较平（翼型），流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水，流速较快，而流过机翼下表面的气流正好相反，类似于较宽地方的流水，流速较上表面的气流慢。大气施加与机翼下表面的压力（方向向上）比施加于机翼上表面的压力（方向向下）大，二者的压力差便形成了升力。［摘自升力是怎样产生的］。所以对于通常所说的飞机，都是需要助跑，当飞机的速度达到一定大小时，飞机两翼所产生的升力才能抵消重力，从而实现飞行。 旋翼的升力飞机，直升机和旋翼机三种起飞原理是不同的。飞机依靠助跑来提供速度以达到足够的升力，而直升机依靠旋翼的控制旋转在不进行助跑的条件下实现垂直升降，直升机的旋转是动力系统提供的，而旋翼旋转会产生向上的升力和空气给旋翼的反作用力矩，在设计中需要提供平衡旋翼反作用扭矩的方法，通常有单旋翼加尾桨式（尾桨通常是垂直安装）、双旋翼纵列式（旋转方向相反以抵消反作用扭矩）等;而旋翼机则介于飞机和直升机之间，旋翼机的旋翼不与动力系统相连，由飞行过程中的前方气流吹动旋翼旋转产生升力（像大风车一样），即旋翼为自转式，传递到机身上的扭矩很小，无需专门抵消。 而待设计的四旋翼飞行器实质上是属于直升机的范畴，需要由动力系统提供四个旋翼的旋转动力，同时旋翼旋转产生的扭矩需要进行抵消，因此本着结构简单控制方便，选择类似双旋翼纵列式加横列式的直升机模型，两个旋翼旋转方向与另外两个旋翼旋转方向必须相反以抵消陀螺效应和空机动力扭矩。

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。

使用Dubins路径和回旋曲线进行多个无人机的路径规划

使用Dubins路径和回旋曲线进行多个无人机的路径规划 摘要： 本文讲述了对一群无人机进行路径规划的方法。进行这样研究要解决如何使一批无人机同时到达目标的问题。制定可以路径（适航、安全的路径）称为路径规划，它分为三个阶段。第一阶段使规划适航路径，第二阶段通过添加额外的约束规划安全的路径，使无人机不与其他无人机或者已知的障碍碰撞，第三阶段对路径进行规划是无人机同时到达目标。在第一阶段，每个无人机都使用Dubins路径和回旋曲线进行路径规划，这些路径是通过微分几何原理完成的。第二阶段为这些路径添加安全约束：（一）无人机间保持最小间距，（二）规划相同长度的非交叉路径，（三）飞过中间的航线点/形状，使这些路径更安全。第三阶段，所有路径长度相等使无人机可以同时到达目标。一些模拟仿真结果证实了这一技术。 1、介绍 在许多应用程序中自动控制取代了人类操作，像军事系统中存在危害人类因素的地方、处理有害物质、灾难管理、监视侦察等单调的操作。需要开发自动控制系统来更换这些系统中的人类操作员，这样的自动控制系统在水陆空各种环境中都有。在无人机的研究中，水陆空等因素是作为一个集体进行研究的。无人机在军事和民用领域都有广阔的应用前景，因此有许多关于无人机的学术或商业性质的研究。廉价电子产品的飞速发展使得无人机更加实用。大自然中成群的鸟和鱼给了人们灵感，联合控制是自动控制中的一个活跃的研究方向。雇佣一批无人机可以产生成本效益和容错系统。 从一个地方飞到另一个地方并作为一个移动传感平台进行监视或跟踪是无人机的一个功能，实现这个功能需要为无人机提供一个合适的安全路径。路径规划是任务规划的一个分支，图1是任务规划的典型功能体系结构。图1有三个分支，分支的数量和功能会根据应用程序和任务目标的不同而改变。第一层分支的任务是跟踪目标，基于这些目标，这层为无人机分配任务和资源并且充当决策者。第二层为无人机规划路径和轨迹，这一层用路径规划和相关的算法（如避免碰撞）规划可行的轨迹/路径。第三层进行指导和控制，保证无人机在第二层规划的轨迹上飞行。本文着重于第二层的研究，在第二层，路径规划产生的轨迹使一群无人机同时到达指定位置。 在自动控制系统领域，路径规划仍然是一个公开的问题。路径规划是在两个或多个点之间规划出一条或多条路径，通常这些点是在存储地图上指定的。路径

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

警用无人机路径规划技术研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/585632235.html, 警用无人机路径规划技术研究 作者：刘硕陈毅雨 来源：《工业设计》2016年第09期 摘要：针对无人机在武警部队的使用情况，为解决无人机路径规划问题，搭建无人机路 径规划的求解框架，分析了无人机性能约束及战场威胁约束，探讨了无人机路径几何建模方法；并介绍了在无人机路径规划中用到的几种路径规划算法（其中包括传统经典算法和现代智能算法）。最后，阐述了无人机路径规划面临的重要问题及发展方向。 关键词：无人机；武警部队；路径规划；规划算法 1引言 作为维护国家安全的一支重要武装力量，为了更好的完成使命任务，武警部队不断加快其信息化发展的步伐。无人机为超低空或近距离侦察、监视和打击提供了平台，是超低地面环境中的有力侦查手段，因而在武警部队执行任务中扮演越来越重要的角色。但是先前的无人机都是根据地面任务要求，按照预先计算设定好的轨迹飞行。无人机实时路径规划是无人机集群配合、集群战术再规划、集群战术目标再制定等自主飞行的技术基础，是提高无人机的生存概率的一种最有效的方法。 2无人机路径规划 路径规划是根据任务目标规划满足约束条件的飞行轨迹，是自主系统中不可分割的一个整体部分，它负责从一个地方运动到另一个地方的路径问题。路径规划的目的是根据预设数字地图，通过GPS/INS组合导航系统，在适当时间内计算出最优或最短的飞行轨迹。考虑到数字 地图误差及随机环境的影响（如障碍物等），要求无人机在飞行过程中具有动态修正轨迹的能力，能回避犯罪分子威胁到的环境，安全地完成预定任务。无人机航迹规划主要包括环境信息（如障碍物、犯罪分子打击威胁区、地形因素）、无人机系统约束、路径规划器、无人机自动驾驶仪等。其中无人机系统有两个回路，内回路是自动驾驶仪回路；外回路是制导系统回路。制导系统提供侧向加速度指令以保持无人机跟踪路径，而自动驾驶仪控制无人机的升降舵、副翼和方向舵实现所需要的侧向加速度。 路径规划的目标和方法按照无人机应用于武警部队领域的不同而不同，这些应用包括：监视、搜索与跟踪、营救任务和灾难监控等。主要方法可用图1所示的简化框图表示。 3无人机系统性能约束及战场威胁约束 3.1无人机系统性能约束

小型多旋翼无人机系统培训心得

小型多旋翼无人机系统培训心得为期一个月天的小型多旋翼无人机系统培训即将结束，我的内心充满了欢喜与惆怅。欢喜是因为离家一个月后终于可以回去了，惆怅的是还没来得及检视本次培训我是否得到了预期的收获。 在培训之前，由于岗位原因，我在单位很少能够获得实际操作无人机的机会，没有时间去实际验证各种无人机的性能和操作维护方法，这也造成了自己天天与无人机打交道却无法操作、无法对操作人员水平进行评价的尴尬。因此，本次培训对于我来说是使自己个人知识能力得到提升的一次难得的机会。 总结本次培训，自认为受益匪浅： 一是熟悉了多旋翼无人机工作原理和操作规范，详细了解了多旋翼无人机功能和操作过程中各项注意事项，为后期无人机运行奠定了理论功底。 二是能够实际操作多旋翼无人机执行巡检任务。虽然目前的水平离最终应用还有一段距离，但是从无操作经验到能够实际操作，这已是一个巨大的进步，也是本次培训我最大的收获。 三是与其他单位人员单位进行了有效的交流。通过与多名培训学员的交流，不仅结识了较多的同行、朋友，还获得了当前试点工作的最新动态，对比找出了自身存在的缺点和工作短板，对找准自身定位、促进专业发展提供了经验借鉴和前进方向。

四是通过实际操作多旋翼无人机，对比以前应用的无人机系统，对当前配置的设备优缺点有了直观了解，为未来设备配置积累了一定的改进需求。 当然，在这里还静下心来总结了一下自己工作以来的心路历程，觉得自己需要更加努力去学习、去工作，未来给自己的天空很广、压力也很大，需要更坚强的心和更有力的行动去实现最初的梦想。 对本次培训工作，我个人提出以下几点建议： 一是建议延长培训时间。本次培训时间对于无基础的人员较为短促，并不能达到实际操作的水平。 二是增加培训内容，对于未使用到的功能、按键、选项和保养维护流程进行讲解。本次培训厂家仅对无人机操作原理、注意事项进行了讲解，但对于一般未使用到的功能选项和如何保养、维护维修未进行介绍，在后期运行单位难免会遇到相关问题而无法处理。 三是建议参加培训人员年龄在30岁以下，并且在本单位内提前开展模拟器练习，使培训学员能够较快掌握操作要领、缩小起步差距。本次培训中存在一部分人可以直接参加考试而另一部分人模拟器也没接触过的情况，厂家对于培训整体进度安排较为困难，摔机情况也频繁出现。 对于本次培训机会，我倍感珍惜，希望自己还能有这种难得的提升机会。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！

南方电网无人机技术规范架空输电线路多旋翼无人机巡检系统专用

南方电网设备标准技术标书 架空输电线路多旋翼无人机巡检系统 专用部分 技术标书编号：0602501052201509 中国南方电网有限责任公司 2015年9月

目录 1....标准技术参数. (1) 2 项目需求部分 (3) 2.1 供货需求及供货范围 (3) 2.2 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表 (3) 2.3 图纸资料提交单位 (4) 2.4使用条件 (4) 2.5特殊情况下使用条件 (4) 2.6 项目单位技术差异表 (4) 3 投标人响应部分 (5) 3.1投标人技术偏差 (5) 3.2投标人资料提交时间要求 (5) 3.3 推荐的备品备件、专用工具和仪器仪表 (5) 3.4 主要元器件来源 (6) 3.5 投标方需说明的其他问题 (6)

1标准技术参数 投标方应认真逐项填写所供设备技术参数和性能要求响应表（见表1.1）中“投标方保证值”栏，不论“标准参数值”栏是否给出具体数值，都不能空格，也不能以“响应”两字代替，不允许改动本表内“投标方保证值”栏之外的数值。如有差异，请填写表 4.1：技术差异表。 表1.1 技术参数和性能要求响应表

供货方应对使用单位指定的机组人员进行培训，参加培训人数可由双方协定；如果多旋翼无人机空机重量大于7公斤，供货方提供的培训应取得行业协会签发的合格证。 2 项目需求部分 2.1 供货需求及供货范围 投标方提供的多旋翼无人机系统的具体规格见表2.1：供货范围及设备需求一览表。投标方应如实填写“投标方保证”栏。 表2.1供货范围及设备需求一览表 2.2 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表 投标方应向招标方提供必备的备品备件、专用工具和仪器仪表清单见表 2.2，要求提供的备品备件、专用工具和仪器仪表应是新品，与设备同型号、同工艺。 表2.2 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表清单（项目单位填写）

基于Pixhawk的多旋翼无人机避障 飞行系统研发

Dynamical Systems and Control 动力系统与控制, 2017, 6(3), 98-108 Published Online July 2017 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/585632235.html,/journal/dsc https://https://www.wendangku.net/doc/585632235.html,/10.12677/dsc.2017.63013 文章引用: 赵航, 王立峰. 基于pixahwk 的多旋翼无人机避障飞行系统研发[J]. 动力系统与控制, 2017, 6(3): 98-108. Study on Obstacle Avoidance Flight System of Multi-Rotor UAV Based on Pixhawk Hang Zhao, Lifeng Wang Field Bus Technology & Automation Lab, North China University of Technology, Beijing Received: May 2nd , 2017; accepted: Jun. 10th , 2017; published: Jun. 13th , 2017 Abstract Autonomous obstacle avoidance is an important guarantee for the successful completion of the mission, and it reflects the intelligence and security of the aircraft. This article aims to study the obstacle avoidance technology of multi-rotor UAV based on the cross type quadrotor and Pixhawk which is the open source flight control system. A simple and efficient obstacle avoidance system is developed. The flight test shows that the obstacle avoidance system can realize the obstacle avoidance of UAV. Keywords Pixhawk, Quadrotor, Obstacle Avoidance 基于Pixhawk 的多旋翼无人机避障 飞行系统研发 赵 航，王立峰 北方工业大学现场总线技术及自动化实验室，北京 收稿日期：2017年5月2日；录用日期：2017年6月10日；发布日期：2017年6月13日 摘 要 飞行器的自主避障是顺利完成飞行任务的重要保证，同时在很大程度上体现了飞行器的智能性和安全性。本文以Pixhawk 开源飞控系统为基础，以“X ”型四旋翼飞行器为平台，对多旋翼飞行器自主避障技术进行研究，开发出一款简单高效避障系统。飞行试验表明该避障系统可实现飞行器避障飞行。

多旋翼无人机基础知识二

多旋翼无人机的组成 1.光流定位系统 光流（optic flow），从本质上说，就是我们在三维空间中视觉感应可以 感觉到的运动模式，即光线的流动。例如，当我们坐在车上的时候往窗外观看，可以看到外面的物体，树木，房屋不断的后退运动，这种运动模式是物体表面 在一个视角下由视觉感应器（人眼或者摄像头等）感应到的物体与背景之间的 相对位移。光流系统不但可以提供物体相对的位移速度，还可以提供一定的角 度信息。而相对位移的速度信息可以通过积分获得相对位置信息 2. 全球卫星导航系统 GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制并组建的卫星系统，可以利 用导航卫星进行目标的测距和测速，具备在全球任何位置进行实时的三维导航 定位的能力，是目前应用最广泛的精密导航定位系统 北斗系统是中国为了实现区域及全球卫星导航定位系统的自主权与主 导地位而建设的一套卫星定位系统，用于航空航天、交通运输、资源勘探、安 防监管等导航定位服务。北斗系统采用5颗静止同步轨道卫星和30颗非同步轨道卫星组成，是中国独立自主研制建设的新一代卫星导航系统。 GLONASS是俄罗斯在前苏联时期建立的卫星定位系统，但由于缺乏资 金维护，目前系统的可用卫星从最初的24颗卫星减少到2015年的17颗可用在轨卫星，导致系统的可用性和定位精度逐步的下降。 欧盟的伽利略导航卫星系统是由欧洲自主、独立的民用全球卫星导航 系统，不过目前为止该系统还只是计划方案，计划总共包含27颗工作卫星，3 颗为候补卫星，此外还包含2个地面控制中心，但由于该计划由欧盟共同经营，同时与内部私企合营，各部分利益难以平衡，计划实施则一再推迟，目前还无 法独立使用。

多旋翼无人机系统组成6

6. 电池 多旋翼无人机上用的电池为锂聚合物电池 ( Li-polymer，又称高分子锂电池)，一般简称为锂电。锂聚合物电池具有能量密度高、小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性和低成本等多种明显优势，是一种新型电池。在形状上，锂聚合物电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成各种形状与容量的电池，外包装为铝塑包装，有别于液态锂电的金属外壳，内部质量隐患可立即通过外包装变形而显示出来，比如鼓胀。 下面就以一块22.2V，10000mAh航拍动力电池为例说明，它一般是由6片额定电压为3.7V、容量10000mAh锂电芯串联而成，即常说的6S1P。也可以是6S2P，即由12片5000mAh的电池并联加串联组成的。这里要说明的是，6S1P要比6S2P 安全系数要高，因为1P要比2P的结构简单一倍，当然1P价格也要更高。 图2.21 22.2V，10000mAh航拍电池 无人机用锂电中，单片电芯电压3.7V是额定电压，是从平均工作电压获得。单片锂电芯的买际电压为2.75-4.2V，锂电上标示的电容量是4.2V放电至2.75V 所获得的电量，例如容量为10000mAh的电池如果以10000mA的电流放电可持续放电1小时，如果以5000mA电流放电则可以持续放电2小时。锂电必须保持在2.75-4.2V这个电压范围内使用。如电压低于2.75V则属于过度放电，锂电会膨胀，内部的化学液体会结晶，这些结晶有可能会刺穿内部结构层造成短路，甚至会让锂电电压变为零。充电时单片电压高于4.2V属于过度充电，内部化学反应过于激烈，锂电会鼓气膨胀，若继续充电会膨胀、燃烧。所以一定要用符合安全标准的正规充电器对电池进行充电，同时严禁对充电器进行私自改装，这可能会造成很严重的后果。

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