无人机系统解决方案集锦
无人机系统解决方案集锦
无人机无线通信技术解决方案
无人机作为空中机器人，在军事上可用与侦查、监视等，在民用上可用于大地测量、摇感等，主要希望能获得高分辨率、能描述物体集合形态的二位或三维图像，但是高分辨率图像数据量相当大，而且随着地面分辨率提高，需要传输的图像数据量呈几何级数增长，数据码数率也迅速增长，因此，图像的高速传输已经成为制约无人机应用的重要问题。
北京欧远致科技有限公司，通过自行研发成产而成的无人机无线视频通信传输系统，该系统采用先进的COFDM（信道编码的正交频分复用）全数字调制解调技术及MPEG2/MPEG4数字压缩编码技术，其多载波等技术特点，抗多径能力强，具备“非视距”、“绕射”传输特点和良好穿透能力，能够满足无人机无线通信任务。
客户需求：采用COFDM调制方式功率控制在500mw-1w、距离能够满足3km整机重量不超过500g、输出接口采用AV/BNC频率选定在公安频率（336-344MHz）并可宽限到300-800MHz，带宽可调视频压缩格式为H.264或MPEG-2/4支持高速移动，移动速度>70km/h延时<200ms
设计特点
A.体积小巧：发射机体积小巧，重量轻，能够减少无人机承载压力，有易于无人机空中任务完成。
B.可靠性高：系统采用先进的COFDM调制技术，抗干扰能力非常强，同时采用256位AES加密技术，能够有效的防止干扰和窃听。
C.易用性强：采用高科技手段，进行智能化设计，尽量减少系统操作的复杂性，并作到系统工作稳定可靠，维护简单。
D.传输距离远：系统功率控制在1W以内，利用无人机飞行高度，能够保障传输距离在3公里以上，同时系统有较强的绕射能力和穿透能力，能够应对建筑物阻挡问题。
E.传输图像清晰：系统采用最新H.264/MPEG-2/4压缩方式，所传视频能够达到D1效果，使无人机所拍的图像清晰展现至用户面前。
方案设计
根据用户需求本方案设计效果图如下;
无人机上安装有视频采集设备、无线图像发射机、电池等。将无线图像发射机与电池固定在无人机底部，运用-3馈线将发射天线垂直安装在机尾（也可根据用户需求进行安装）。将无人机视频源与发射机连接，使其形成完整的无人机无线视频发射系统。
无人机无线视频发射机发射的信号通过地面无线图像接收平台接收，接收平台可以清晰的将无人机采集到的图像显示在显示屏幕上，也可通过平台外接口将视频信号传至其他显示/存储设备上。同时地面接收平台可内嵌网络传输模块，将视频信号运用网络传输方式，传至后端中心站。
ORANGE系列产品技术优势ORANGE系列产品采用先进的COFDM（信道编码的正交频分复用）全数字调制解调技术及MPEG2/MPEG4/H.264数字压缩编码技术，具备以下特点：具备“非视距”、“绕射”和良好穿透能力COFDM调制技术具备多径分集能力，抗多径干扰能力强，具备“非视距”、“绕射”传输特点和良好穿透能力，适应在城区、山地、建筑物内外等不能通视及有阻挡的环境中应用。
高速移动性
产品以车辆/飞机/轮船为载体，适用于高速移动中传输图像/语音/数据信号，最高移动时速达到380km时保持信号畅通连续。
传输距离远
产品接收灵敏度高，传输距离远。车载设备利用全向天线通视条件下传输距离可达100公里（城市环境中车载--中心传输距离为10-30Km）；单兵设备利用全向天线通视条件下传输距离可达40公里（城市环境中单兵--车传输距离为1-5Km）；机载微型设备在通视条件下传输距离可达10公里（城市环境中机载设备--地面接收站距离为3-8公里）。
高清画质
产品采用MPGE2/4和H.264三种编码，通过按键/软件切换编码模式，实现了在高信道带宽中传输MPGE2编码数据，在窄带中传输H.264编码数据，一机多用，传输图像质量可达到高清晰图像效果，即使在指挥中心的大尺寸显示屏上同样清晰、流畅、色彩鲜亮。
AES加密
传输信号采用国际标准256位AES加密技术，对TS流进行加密，具备很高的保密性，任何人在不知道密钥的情况下无法接收到信号，避免非法接收。
传输速率可调
产品具备传输速率可调功能，通常调整范围是原有速率的2倍，即在频率资源匮乏的情况下，需要压缩传输的信道带宽时，通过调整传输速率仍然可以使图像达到D1画质（图像分辨率可达到576×720或480×720）。
频率可调
产品在出厂时设定八个可调频点，设备工作中心频点可以上下调动±4MHz，该功能有效地解决了在使用过程中遇到同频带来的干扰，保证了用户在紧急情况下的正常使用。
功率可调
用户可根据现场无线环境情况和需要传输距离的远近，随时调整设备输出功率，达到节约用电，提高电池供电时间、有效延长产品使用寿命。带宽可调产品1-8MHz八
个带宽可调，通过手动按键可根据现场需求谁是调整信道带宽，满足客户不同的应用环境。
GPS数据模块（选配）
发射机可嵌入GPS数据模块，利用地图软件可实现在接收端显示前端位置信息。
多接口输出
接收设备可提供标准AV音视频接口、以太网标准接口、E1数据接口、USB接口以及辅助数据接口（RS232）。
易操作性
产品采用集成化设计，操作按键直观明了，接插件灵活搭配，使任何无相关技术背景的人在经过简单培训之后，能够迅速掌握产品的操作，在很短时间内之内让产品投入正常工作，从而提高其应变能力。
产品介绍
根据用户提供的技术要求我们见意您使用机载微型发射机和便携式一体接收机，如下图所示；
机载微型发射机外观图
发射天线
“Orange机载微型发射机”采用超微型模块外观设计，具有体积小
（100mm×55mm×23mm）、重量轻（260g）、功耗低（＜10W）、灵敏度高（-108db）、安装灵活等特点，它集小型天线、微型功放、数字调制、视音频数字压缩于一体，可用于现场高清晰图像传输，通视条件下传输距离可达10公里以上。广泛的应用在公安、部队、应急、资源勘探、广播电视等行业中的军事侦察、无人侦察机、机器人侦查、新闻媒体摄像机、技术侦察、消防救灾等行动。
便携式一体接收机
接收天线
吸盘
“Orange便携式一体接收机”采用专业防潮箱外形结构，适合野外安装使用，设备采用交流、直流两种供电方式。集液晶显示、电池供电、录像存储（定制）、网络传输（定制）、各种外接口与一体，具有在野外、室内任何地点即开即用的优势，操作简单、功能齐全，配合我公司无线发射前段使用，是公安、武警、军队、地质灾害、消防等部门用于现场侦查的良好工具。设备提供多种接口：包括标准音视频接口（ＢＮＣ、莲花头）、以太网接口（10/100BASE-T自适应），RS232数据接口。预留GPS数据接口和双向语音业务接口。
无人机应用于航空测绘的解决方案
一、背景简介
1、行业背景
随着3S技术为代表的高新测绘技术和计算机技术的快速发展，传统的测绘行业正在迅速向地理信息产业转化。传统的测绘生产主体模式已发生根本性变化，产品由模拟形式转为数字形式，大量的外业测量被室内地理信息采集所取代。地理信息的采集、存贮、加工和分发已成为一种全新的概念。
2、行业需求
随着市场经济体制的建立和不断完善，测绘市场发育趋向成熟。首先，测绘产品的需求不断增大，服务领域不断拓宽。近年来，除传统用户外，电信、公安、环保、金融等行业的需求不断增长，测绘产品的服务面几乎覆盖了国民经济的所有行业，初步实现了测绘为国民经济建设、国防、民众和政府服务的行业目标，充分显示了测绘行业的重要性。
二、行业需求分析
三、无人机航空测绘系统具体解决方案
（一）应用无人机遥感技术采集数据
我司通过无人机航摄所获取的竖直摄影影像、交向摄影影像、倾斜影影像以及复杂航线多基线摄影影像；通过多视影像匹配自动构建空中三角测量网，能进行多达10000片影像的大区域网光束平差；配合低空遥感的高分辨率影像，实现高精度航测定位；并且，能自动化生产数字高程模型（DEM）和数字正射影像（DOM）等产品。
（1）快速响应
无人机航测通常低空飞行，空域申请便利，受气候条件影响较小。对起降场地的要求，可通过一段较为平整的路面实现起降。升空准备时间15分钟即可、操作简单、运输便利。车载系统可迅速到达作业区附近设站，根据任务要求每天可获取数十至两百平方公里的航测结果。
（2）快速获取地表数据和建模
系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息，获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据，生成DEM、三维正射影像图、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据，便于进行各类环境下应用系统的开发和应用。
（二）利用像素工厂进行后期数据处理
公司利用无人机遥感技术，结合像素工厂进行信息处理和分析。所得的数据将成立体三维图像，实时反馈给主管部门。
像素工厂（Pixel Factory，PF）由法国SPOT INFOTERRA公司研制开发，是一套用于大型生产的对地观测数据处理系统，是一种能批量生产，且由一系列算法、工作流程和硬件设备组成的复合最优化系统，包含具有强大计算能力的若干个计算节点。输入航空数码影像、卫星影像、或者传统光学扫描影像，在少量人工干预的条件下，经过一系列自动化处理，输出包括数字表面模型（DSM）、数字高程模型（DEM）、正射影像（DOM）以及真正射影像（TDOM）等产品，并能生成一系列其他中间产品。
数字产品
1.大规模生产真正射影像和传统正射影像
真正射影像（TrueOrtho?）指所有物体的倾斜均被纠正的一种镶嵌影像。它是利用数字表面模型DSM，采用数字微分纠正技术，改正原始影像的几何变形，保证影像上每点都是完全垂直视角。像素工厂可以通过对多视角的影像逐点计算，消除所有倾斜，生成真正射影像。与传统的正射影像相比，在大比例尺影像图中，避免了高大建筑的倾斜对其它地物的遮挡，在拼接地区能够实现平滑自然的过渡。利用完美的DSM能够生成完美的真正射影像。像素工厂实现了真正射产品的商业化和大规模生产，并实现了针对真
正射影像的一系列解决方案，例如大气纠正、物理纠正、匀色等。真正射影像图直接用于做线画图，可大大降低制图成本，提高作业效率。
传统摄影测量处理中，经过数字高程模型（DEM）校正、镶嵌得到正射影像。根据影像获取的几何原理，繁华的城市地区需要一些手工编辑以最小化每张影像的视差（建筑物倾斜）。而真正射影像通过高精度DSM纠正消除了所有视差，建立了完全垂直视角的地表景观，建筑物保持垂直视角，因此在真正射影像上，只显示了建筑物的顶部，不显示侧面，避免了高大建筑物对其他地表信息（其他较矮建筑物、道路、停车场、绿地等）的遮挡，恢复了桥梁的正确方位。下图反映了传统正射影像与真正射影像之间的主要区别。
（a）传统正射影像中有建筑物倾斜效果
（b）真正射影像中没有任何建筑物倾斜效果
像素工厂专利产品-真正射影像?（全自动处理）
传统正射影像
真正射影像
2.数字表面模型（DSM）
像素工厂具有全自动提取密集数字表面模型DSM的能力，与传统摄影测量系统相比，像素工厂的优势之一就在于数字表面模型（DSM）的计算。传统的摄影测量系统计算DSM 需要人工估计高程信息，而“像素工厂”则可以在25cm到1m的地面采样距离（GSD）之间自动进行DSM计算，无需人工干预。
在加载了影像数据之后，像素工厂会利用专有的算法生成大量立体像对，并将这些立体像对分配到可用的计算结点上进行并行计算，这样可以减少立体像对匹配过程所花费的时间。根据对多视角数据的自动多重相关，可轻松提取DSM，航向和旁向的立体像对之间通过多相关方法进行匹配，这是一个逐点进行计算的过程。自动化算法可从原始影像每两像素提取高程信息，最后通过融合得到数字表面模型。此外，像素工厂系统可以导入导出LAS（LIDAR）格式数据，因此可对LIDAR DSM和多重相关生成的DSM进行混合。
3.数字地形模型（DTM）
像素工厂通过对DSM采取滤波算法，可半自动化的生成DTM，减少50%到95%的人工编辑。
无人机高清影像实时压缩处理传输平台解决方案
一、简介
无人驾驶飞机简称无人机（Unmanned Aerial Vehicle，缩写UAV），是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器。无人机与遥感技术的结合，即无人机遥感，是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术，具有自动化、智能化、专题化快速获取国土、资源、环境等的空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析能力的应用技术。具有低成本、低损耗、可重复使用且风险小等诸多优势，其应用领域从最初的侦察、早期预警等军事领域扩大到资源勘测、气象观测及处理突发事件等非军事用途。
数据传输存储技术是无人机遥感数据重要组成部分，其中数据传输与压缩、解压缩系统是无人机航空遥感系统中的关键技术之一。数据传输是否稳定、流畅直接影响到无人机遥感的质量，特别是在应对紧急事件时决策者要根据无人机传回来的实时画面指定解决方案、做决策。原始的无人机航拍图像数据量庞大，因此需要进行压缩存贮和传输。由于无人机图像质量差，易受环境干扰，其码率跳动变化大，因此对于带宽受限的无线信道传输具有很大挑战。
无人机低空航拍摄影技术作为一项空间数据获取的重要手段，具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点，是卫星遥感与有人机航空遥感的有力补充，在国外已得到广泛应用。而随着我国信息化建设和科学技术的不断进步和发展，无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、组合导航、中继数据链路系统、传感器技术、图像传输、信息对抗与反对抗、发射回收、生产制造和实际应用等诸多技术领域都有了长足的进步，达到了实际应用水平。这些致使无人机低空航拍摄影的广泛应用已经成为必然趋势，2009年国家遥感、测绘系统大力推动该技术发展，促使
无人机低空航拍摄影项目逐渐成为测绘、规划、应急等国家单位积极推行的先进项目和技术示范项目。
二、平台介绍
机载图像处理系统需要处理的视频种类多样，如高清晰光学相机拍摄的运动视频或者高分辨率图片，机载SAR成像系统产生的SAR图像。以上视频或图像都需要压缩编码，然后存储或传输。
本项目是以无人机为飞行平台，利用高分辨CCD相机系统获取遥感影像，利用空中和地面控制系统实现影像的自动拍摄和获取，同时实现航迹的规划和监控、信息数据的压缩和自动传输、影像预处理等功能，可广泛应用于国家生态环境保护、矿产资源勘探、海洋环境监测、土地利用调查、水资源开发、农作物长势监测与估产、农业作业、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、森林病虫害防护与监测、公共安全、国防事业、数字地球等领域。
项目主要用于遥感影像的获取，同时可以根据需要搭配卫星遥感和有人机遥感平台，实现高低搭配，优势互补。无人机低空航拍摄影广泛应用于国家基础地图测绘、数字城市建设、通信站点建设、国土资源调查、土地地籍管理、城市规划、突发事件实时监测、灾害预测与评估、城市交通、网线铺设、数字农业、测绘、环境治理、生态保护、森林管理、矿产开发等领域，对国民经济的发展具有十分重要的现实意义。
三、本公司的板卡
1、项目内容
机载视频图像种类多样，要求编码器具备很高的处理能力和灵活性。基于CCD传感器+DM6467的智能视频处理套件说明书，广泛用于智能监控、电子警察、视频会议、生物仪器、机器视觉等领域。该平台主要通过CCD传感器采集图像，通过DSP进行信号处理，获得智能信息，并进行图像压缩和抓拍。从而为各种应用提供报警信息和现场采样。
CCD传感器主要采用sony ICX274AL芯片。
TI芯片TMS320DM6467，为TI新一代高清视频处理芯片，通过其多内核设计，能实现较前代数字媒体处理器高十倍的性能。DM6467处理器集成了ARM与DSP内核，并采用高清视频/影像协处理器（HD-VICP）、视频数据转换引擎以及目标视频端口接口。HD-VICP通过面向HD1080i H.264high profile转码的专用加速器，实现了超过3GHz的DSP处理能力，同时视频数据转换引擎还能管理包括垂直下调节（downscaling）、色度采样（chroma sampling）以及菜单覆盖（menu overlay）功能等在内的视频处理任务。DSP内核可用于管理多格式视频转码，并为支持其它应用性能预留了足够空间。DM6467可满足媒体网关与MCU等需要转码技术的市场要求，但其强大的灵活性与高效性对要求同时进行高清编码与解码的应用来说也非常具有吸引力，如视频语音或视频安全等对于多通道标清编码要求较高的市场。该器件的连接外设中还包括业界标准PCI总线与千兆以太网。
2、基本功能
开发以该芯片为基础的硬件平台是本项目的核心内容，主要功能如下：
1）相机结构为自定义尺寸，大小为100mm X70mm X56mm
2）系统采用DSP+FPGA为核心结构，DSP为TMS320DM6467主频为729MHz，FPGA为Altera芯片EP3C25F324。
3）支持一路高清CCD200万象素的原始数据流输入接口。
4）支持一路千兆网络传输，为RJ45电口。
5）支持1路RS232通信，兼容RS485。
6）支持自动光圈，自动电子快门功能，适应不同监控环境
7）工作电压：电压/直流12V，功耗小于5W。
8）环境条件：工作温度：-20℃～+60℃；存储温度：－45℃～＋65℃；
相对湿度：<=95±3%，+35±3℃;
9）振动、冲击要求为：
振动：2g（20Hz～500Hz～20Hz）（刚性）；
冲击：垂直轴向≥15g；
横轴方向≥10g;
纵轴方向≥10g
3、软件支持
【CN109895999A】一种用于轻型飞行器的起落架收放装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910217719.3 (22)申请日 2019.03.21 (71)申请人 北京航空航天大学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 林海英 闫昊 姚泽华 杨自中 陆阳 (51)Int.Cl. B64C 25/22(2006.01) (54)发明名称 一种用于轻型飞行器的起落架收放装置 (57)摘要 本发明公开了一种用于轻型飞行器的起落 架收放装置，包括液压机构、支架、摆槽连杆。液 压机构的液压缸无杆端两侧与支架铰接，活塞推 杆头部的中部与摆槽接触且头部两端与支架端 板的轨道槽接触，摆槽中心可绕支架的转轴旋 转。本发明通过支架端板轨道槽和摆槽的约束， 用液压杆的轴向运动来实现摆槽连杆的旋转运 动与锁止，以满足起落架收放和锁止的功能要 求。装置结构紧凑，占空间小，受力合理，变换平 稳，使用方便，在轻型飞行器的起落架设计方面 具有工程应用价值。权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 109895999 A 2019.06.18 C N 109895999 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109895999 A 1.一种用于轻型飞行器的起落架收放装置，包括液压机构(1)、支架(2)、摆槽连杆(3)； 所述液压机构(1)为双作用液压机构，包括液压缸(101)和活塞推杆(102)； 所述支架(2)包括支撑柱1(201)、支撑柱2(202)、左端板(203)、支撑柱3(204)、右端板(205)、转轴(206)。所述支撑柱1(201)、所述支撑柱2(202)、所述支撑柱3(204)、所述转轴(206)两端分别采用螺栓与所述左端板(203)和所述右端板(205)连接； 所述摆槽连杆(3)包括锁紧螺栓(301)、摆槽(302)和连接杆(303)。 2.根据权利要求1所述的一种起落架收放装置，其特征在于，所述液压缸(101)无杆端两侧与所述支架(2)铰接，所述活塞推杆(102)中部与所述摆槽(302)接触且两端与所述左端板(203)和所述右端板(205)的轨道槽接触，所述转轴(206)穿过所述摆槽(302)的中心，所述连接杆(303)与所述摆槽(302)的下端连接，并用所述锁紧螺栓(301)锁紧。 3.根据权利要求1所述的一种起落架收放装置，其特征在于，所述左端板(203)和所述右端板(205)上的轨道槽由以所述转轴(206)为圆心的一段圆弧和沿所述转轴(206)径向的两条线段组成。 2
基于无人机遥感的农药喷洒系统的制作方法
本技术新型涉及无人机智能喷洒技术领域，具体是一种基于无人机遥感的农药喷洒系统，储水箱和储药箱中部设有下端与药水混合箱相连通的搅拌安装腔，搅拌安装腔上端的无人机本体上端面上设有搅拌电机，搅拌棒上端位于搅拌安装腔内，搅拌部位于水药混合箱，储药箱内设有导水管安装孔，导水管安装孔内设有导水管，导水管上端与储水箱出水口相连接，导水管经导水安装孔至水液混合箱，导水管下端设有喷水喷头，导水管上设有导水流量阀，储药箱下端部设有导药管，导药管上设有导药流量阀，导药管下端设有喷药喷头，储水箱和储药箱内分别设有第一压力传感器和第二压力传感器，具有精确化喷洒效率高、可精确控制药液和水的比例、自动化程度高等优点。 权利要求书 1.一种基于无人机遥感的农药喷洒系统，包括无人机本体,无人机本体外侧通过横向连杆固装旋翼电机，每个旋翼电机的上方安装有一个旋翼，无人机本体下端设有固定支架，无人机本体内设有上大下小的漏斗形储液箱，储液箱内设有搅拌单元，搅拌单元包括搅拌电机和搅拌棒，搅拌电机下端设有搅拌棒，搅拌棒下端设有搅拌部，储液箱下端设有圆弧形导水管，储液箱经微型泵7与圆弧形导水管相连，圆弧形导水管下端设有不少于两个分水管，各分水管上端与圆弧形导水管相连，各分水管下端设有喷头，其特征在于储液箱经隔板自上而下分为储水箱、储药箱和水药混合箱，其中，储水箱和储药箱中部设有下端与药水混合箱相连通的
搅拌安装腔，搅拌安装腔上端的无人机本体上端面上设有搅拌电机，搅拌棒上端位于搅拌安装腔内，搅拌部位于水药混合箱，储药箱内设有导水管安装孔，导水管安装孔内设有导水管，导水管上端与储水箱出水口相连接，导水管经导水安装孔至水液混合箱，导水管下端设有喷水喷头，导水管上设有导水流量阀，储药箱下端部设有导药管，导药管上设有导药流量阀，导药管下端设有喷药喷头，储水箱和储药箱内分别设有第一压力传感器和第二压力传感器，无人机上设有GPS、无线通讯模块和PLC控制器， GPS、第一压力传感器、第二压力传感器经输入电路与PLC控制器相连，PLC控制器经输出电路与导药流量阀、导药流量阀、搅拌电机相连接，PLC控制器经无线通讯模块与地面控制终端相连接。 2.根据权利要求1所述的一种基于无人机遥感的农药喷洒系统，其特征在于地面控制终端一般为电脑或手机，电脑或手机内设有喷洒区域内的高光谱病虫害监测所获得的病虫害监测数据，病虫害监测数据经处理获得具体位置下喷洒的药物浓度结果，药物浓度结果经无线传输模块与plc控制器相连接。 3.根据权利要求1所述的一种基于无人机遥感的农药喷洒系统，其特征在于喷水喷头和喷药喷头均为空心圆柱体，空心圆柱体侧面上自上而下依次设有不少于两个喷水单元，喷水单元为以空心圆柱体中轴线圆形阵列分布的出水孔。 4.根据权利要求1所述的一种基于无人机遥感的农药喷洒系统，其特征在于导水喷头和导药喷头以搅拌棒中轴线上某点为圆形阵列分布。 5.根据权利要求1所述的一种基于无人机遥感的农药喷洒系统，其特征在于导水喷头和导药喷头到搅拌棒中轴线的距离为搅拌部半径的1/3到1.5倍之间。 6.根据权利要求1所述的一种基于无人机遥感的农药喷洒系统，其特征在于储药箱下端部设有清洁口，清洁口经弹性塞密封。 技术说明书
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）
无人机起落架地形自适应系统设计
无人机起落架地形自适应系统设计 近年来随着无人机市场的发展，多旋翼无人机以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注。但是现有旋翼无人机起落架对地形要求略为严苛，在特殊地形降落时，无人机往往因为地面的不平坦发生侧翻等问题，严重时可能造成巨大的经济损失。文章在传统无人机起落架设计方案的基础上，根据地形自适应场景要求，对起落架减振弹簧和自由伸缩机构提出了设计更改。并通过关键参数的分析，验证了其工程可行性和地形自适应方面的改善作用。 标签：无人机；起落架；地形自适应 Abstract：In recent years，with the development of the UA V market，the multi-rotor UA V has attracted the attention of the consumers for its excellent control performance and the convenience of vertical take-off and landing. However，the landing gear of the existing rotor UA V is a little strict to the terrain. When landing on the special terrain，the UA V often rollover because of the uneven ground，which may cause huge economic losses. Based on the traditional design scheme of landing gear for unmanned aerial vehicle （UA V）and according to the requirements of terrain adaptive scene，the design changes of landing gear damping spring and free telescopic mechanism are proposed in this paper. Through the analysis of the key parameters，the feasibility of the project and the improvement of terrain adaptation are verified. Keywords：UA V；landing gear；terrain adaptation 1 概述 现阶段旋翼无人机在起降过程中一般采用垂直起降的飞行方式。在旋翼无人机的起落过程中，起落架是其重要器件，对它的重量，缓冲能力，安装方式和结构强度都有严格的技术要求，否则会它会对整个起降过程产生不利影响，甚至造成无人机的损伤。现阶段常见的旋翼无人机起落架结构形式一般为斜倾或带有弧度的垂直杆，并在垂直杆底部接一根与地面平行的直杆，还有则直接采用直杆或斜杆直接与地面接触。这些结构虽然简单，但性能较差，由于起落架没有良好的减震装置，在较为粗暴的降落过程中，容易造成起落架弯曲变形，产生较大的震动，使之机体侧翻，设备损伤等现象。现有的旋翼无人机起落架在结构、原理与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。 2 起落架总体设计 起落架总体设计思路如图1所示，支撑件（1）与上支撑件（2）之间呈平行或相交设置，下支撑件（1）与上支撑件（2）之间通过伸缩杆部件连接固定；合理的采用了胡克定律（弹力定律F=kx）作为技术支持，基于保护飞行器挂载精