无人机飞行安全控制系统的设计与实现

无人机使用操作步骤

无人机使用操作步骤公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

航拍飞机基本操作步骤 1.本操作步骤，随飞行器箱子携带或自行打印。每次飞行均按此步骤操作。 2.将箱子放在平整地面，将拉链拉至转角后末端。（这步很重要，若未拉至转角后末端，易损坏拉链造成箱子损坏。） 3.打开箱子，取出飞行器放置在平整的地面上。 4.将动力电池安装上机体上。电池按钮短按一次长按一次2秒开启飞机电源。 5.遥控器短按一次再长按一次2秒开启遥控器电源 6.待遥控器绿灯亮，快速拨动变形开关4次，将飞机运输模式转换为降落模式。转换成功后，飞机电池按钮短按一次长按一次2秒关闭飞机电源（这个步骤很重要，切勿在通电的情况下安装云台相机） 7.将云台相机安装上飞机，并锁定。（白线对齐后根据提示方向锁定） 8.将螺旋桨叶片区分有白点和无白点对应安装上飞行器。 9.将下载好DJI GO APP的安卓或者平板设备用USB线连接至遥控器，并将设备固定在支架上(选用性能相对较好的手机或平板，建议用性能好的平板，视野大，视线好)。使用前优先把手机或平板调成亮度最大。（白天因为阳光等影响，屏幕暗不容易看清飞行情况） 10.飞机电池按钮短按一次长按一次2秒开启飞机电源。 11.平板提示需要指南针校准的，根据提示，将飞机水平旋转360°，绿灯亮后将机头朝下再旋转360°。会提示校准成功。不成功重新来一次或换个地方校准。 12.等飞行器机尾绿灯闪烁，安卓设备GPS已经搜索到卫星。 13.优先在手机或平板上进行一些设置的确认，屏幕里面有个飞机摄像头的模式选为锁定模式（即视线即为飞机的正前方）。 14.确认返航高度，观察周围较高建筑物。根据周围房屋建筑、树木、山包的

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）

无人机管控现状总结及建议

无人机管控现状总结及建议 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

无人机管控现状全国空中交通管制二十四个分区：空军二十（4+4+3+4+5），海军四个。五个战区、一个海军： 1、北部战区：长春、沈阳、大连、济南； 2、中部战区：北京、大同、西安、武汉； 3、南部战区：广州、南宁、昆明； 4、东部战区：上海、南京、福州、漳州； 5、西部战区：成都、乌鲁木齐、拉萨、兰州、鼎新； 6、海军：海口、宁波、山海关、青岛。截至八月初，不完全统计，目前，四川、重庆、福建、云南、北京、天津、河北、新疆、广东、吉林、江苏、陕西等12个省市区陆续出台无人机相关的禁飞、限飞命令或通告；另外有深圳、石家庄、月牙泉、武汉、黄山、大连、柳州、扬州泰州、桂林、泉州、东莞、齐齐哈尔、无锡等十余个城市也在行者区域内禁限飞，或者在机场周边划出了大面积的净空保护区。对于无人机申报管理有相当完善的政策与登记系统的省市区有：香港特别行政区、澳门特别行政区；有具体政策出台，各相关部门分工明确的省市区有：江苏省、广东省、江西省、重庆市、四川省、陕西省和黑龙江省；通过多方面咨询能了解大概流程，但没有明确政策，各部门没有明确分工的省市区有：北京市、天津市、上海市、浙江省、河南省、河北省、吉林省、宁夏回族自治区、辽宁省、甘肃省、山东省、安徽省、福建省、广西壮族自治区、海南省、湖北省、内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区、贵州省和西藏自治区；

暂时没有相关管理规定或无从得知相关信息的省市区有：湖南省、青海省、台湾省、云南省和山西省。全国 2017年1月至6月，全国发生了10余起航班备降或返航，影响旅客万余人。深圳、南京尤甚。 ●全国首批155个民航机场的禁飞区确立。 ●国家民航局发布《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》。 6月1日起，对质量在250克以上的无人机实施注册登记。（基本上是个能飞的就比这个重吧微笑脸）由于相关规定各省比较类似，仅列举几个出台明确规定的（仅摘录不是全部）。 6月陕西（中部战区） ●在陕西省范围内开展无人驾驶航空器飞行活动，应当飞行前一天15时前向 94188部队航空管制部门或民航空中管制部门提出申请，经批准后方可实施。 ●飞行计划申请单位（个人）应在组织飞行前2小时向申报飞行计划的航空管制部门提出联系放飞事宜、经批准后方可组织飞行。组织飞行的单位（个人）要将航空器的起飞、降落时刻及时通报航管部门。 ●无人驾驶航空器飞行的计划申请内容包括：单位、航空器型号、架数、使用的机场或临时起降点、任务性质、飞行区域、飞行高度、飞行日期、预计开始和结束时刻及现场人员联系方式等。 ●针对违规飞行行为将依照《中华人民共和国民用航空法》、《中华人民共和

无人机飞行控制方法概述

2017-10-08 GaryLiu 于四川绵阳无人机的飞行控制是无人机研究领域主要问题之一。在飞行过程中会受到各种干扰，如传感器的噪音与漂移、强风与乱气流、载重量变化及倾角过大引起的模型变动等等。这些都会严重影响飞行器的飞行品质，因此无人机的控制技术便显得尤为重要。传统的控制方法主要集中于姿态和高度的控制，除此之外还有一些用来控制速度、位置、航向、3D轨迹跟踪控制。多旋翼无人机的控制方法可以总结为以下三个主要的方面。 1.线性飞行控制方法常规的飞行器控制方法以及早期的对飞行器控制的尝试都是建立在线性飞行控制理论上的，这其中就有诸如PID、H∞、LQR以及增益调度法。 1)PID PID控制属于传统控制方法，是目前最成功、用的最广泛的控制方法之一。其控制方法简单，无需前期建模工作，参数物理意义明确，适用于飞行精度要求不高的控制。 2)H∞ H∞属于鲁棒控制的方法。经典的控制理论并不要求被控对象的精确数学模型来解决多输入多输出非线性系统问题。现代控制理论可以定量地解决多输入多输出非线性系统问题，但完全依赖于描述被控对象的动态特性的数学模型。鲁棒控制可以很好解决因干扰等因素引起的建模误差问题，但它的计算量非常大，依赖于高性能的处理器，同时，由于是频域设计方法，调参也相对困难。 3)LQR LQR是被运用来控制无人机的比较成功的方法之一，其对象是能用状态空间表达式表示的线性系统，目标函数是状态变量或控制变量的二次函数的积分。而且Matlab软件的使用为LQR的控制方法提供了良好的仿真条件，更为工程实现提供了便利。 4)增益调度法增益调度（Gain scheduling）即在系统运行时，调度变量的变化导致控制器的参数随着改变，根据调度变量使系统以不同的控制规律在不同的区域内运行，以解决系统非线性的问题。该算法由两大部分组成，第一部分主要完成事件驱动，实现参数调整。如果系统的运行情况改变，则可通过该部分来识别并切换模态；第二部分为误差驱动，其控制功能由选定的模态来实现。该控制方法在旋翼无人机的垂直起降、定点悬停及路径跟踪等控制上有着优异的性能。 2.基于学习的飞行控制方法基于学习的飞行控制方法的特点就是无需了解飞行器的动力学模型，只要一些飞行试验和飞行数据。其中研究最热门的有模糊控制方法、基于人体学习的方法以及神经网络法。 1)模糊控制方法（Fuzzy logic）模糊控制是解决模型不确定性的方法之一，在模型未知的情况下来实现对无人机的控制。 2)基于人体学习的方法（Human-based learning）美国MIT的科研人员为了寻找能更好地控制小型无人飞行器的控制方法，从参加军事演习进行特技飞行的飞机中采集数据，分析飞行员对不同情况下飞机的操作，从而更好地理解无人机的输入序列和反馈机制。这种方法已经被运用到小型无人机的自主飞行中。 3)神经网络法（Neural networks）

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

(完整版)无人机安全飞行注意事项

无人机安全飞行注意事项安全飞行的定义飞行安全是指航空器在运行过程中，不出现由于运行失当或外来原因而造成航空器上的人员或者航空器损坏的事件。事实上，由于航空器的设计，制造与维护难免有缺陷，其运行环境包括起降场地，运行空域，助航系统，气象情况等又复杂多变，机组人员操纵也难免出现失误等原因。飞行前，注意气象观察影响无人机飞行的气象环境主要包括：风速，雨雪，大雾，空气密度，大气温度等。风速：建议飞行风速在4级（5.5-7.9米/秒）以下，遇到楼层或者峡谷等注意突风现象。通常起飞重量越大，抗风性越好。雨雪：市面上多数无人机设备无防水功能，故雨雪行程的水滴会影响飞行器电子电路部分短路或漏电的情况，其次机械结构部分零件为铁或钢等金属材料，进水后会腐蚀或生锈，影响机械运动正常运行。大雾：主要影响操纵人员的视线和镜头画面，难以判断实际安全距离。空气密度：大气层空气密度随着海拔高度的增加，空气密度减小。在空气密度较低的环境中飞行，飞行器的转速增加，电流增大，进而减少续航时间。大气温度：飞行环境温度非常重要，主要不利于电机/电池/电调等散热，大多数无人机采用风冷自然散热。温度环境与飞行器运行温度温差越小，散热越慢。飞行前，注意观察飞行区域周边电磁干扰源情况现在主流的飞行器无线电遥控设备采用2.4G频段，现在家用的无线路由均采用2.4G模段，发射功率虽然不高，城市区的数量大，难免会干扰遥控器的无线操控，导致失控。其次，为是保证手机信号的覆盖率，所以国内三大（电信，移动，联通）电信运营公司，在城中或乡镇地区密集性建设地面基站网络。虽然次无线发射信号的频率和无人机遥控设备的频率相差较大，但由于地面基站发射功率较大，无人机靠近时，直接影响飞控的正常工作。最后，部分较大型无线电设备直接影响飞行。例如：雷达，广播电视信号塔，高压线（电弧区）等。另外，尽量避免在人群稠密或闹市区飞行，例如：公园，树多，空间狭小的地方。注意地面相对环境的变化，起飞和降落时，注意小孩，宠物的位置。飞行前注意事项 1）飞行前进行全面的设备检查 2）确保设备电量充足 3）飞行前应从谷歌图上对飞行区地形地势进行一个初步的了解，选择一个开阔无遮挡的场地进行飞行。请勿超过安全飞行高度（相对高度120米） 4）飞机要在视线范围内飞行，时刻保持对飞机的控制 5）在GPS信号良好的情况下飞行 6）遵守当地法律法规（不要在禁飞区飞行，如机场附近、军事基地周边等）无人机的飞行前检查对飞机的检查：部件的衔接是否牢靠（检查螺旋桨和电机是否安装正确和稳固，并确认正旋和反旋螺旋桨安装位置正确。检测时切勿贴近或接触旋转中的电机或螺旋桨，避免被螺旋桨割伤），布线是否安全，机载设备是否工作正常（遥控器、电池以及所有部件供电量充足）；对遥控器的检查：检查遥控器操控模式（美国手、日本手、中国手等）、信号连接情况、电量是否充足、各键位是否复位、天线位置等；

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。上面三个演示的是机身不动、相机动的效果，但实际上云台工作时，是相机不动，而机身动。所以在空中时，无人机的机身不断在动作，云台依然可以保相机镜头的位置，达到增稳的效果。分类: 目前市面上常见的有三轴增稳云台和两轴增稳云台。

小型无人机飞控系统介绍与工作原理

飞控系统是无人机的核心控制装置，相当于无人机的大脑，是否装有飞控系统也是无人机区别于普通航空模型的重要标志。在经历了早期的遥控飞行后，目前其导航控制方式已经发展为自主飞行和智能飞行。导航方式的改变对飞行控制计算机的精度提出了更高的要求；随着小型无人机执行任务复杂程度的增加，对飞控计算机运算速度的要求也更高；而小型化的要求对飞控计算机的功耗和体积也提出了很高的要求。高精度不仅要求计算机的控制精度高，而且要求能够运行复杂的控制算法，小型化则要求无人机的体积小，机动性好，进而要求控制计算机的体积越小越好。在众多处理器芯片中，最适合小型飞控计算机CPU的芯片当属TI公司的TMS320LF2407，其运算速度以及众多的外围接口电路很适合用来完成对小型无人机的实时控制功能。它采用哈佛结构、多级流水线操作，对数据和指令同时进行读取，片内自带资源包括16路10位A ／D转换器且带自动排序功能，保证最多16路有转换在同一转换期间进行，而不会增加CPU 的开销；40路可单独编程或复用的通用输入／输出通道；5个外部中断；集成的串行通信接口（SCI），可使其具备与系统内其他控制器进行异步（RS 485）通信的能力；16位同步串行外围接口（SPI）能方便地用来与其他的外围设备通信；还提供看门狗定时器模块（WDT）和CAN通信模块。飞控系统组成模块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。按照功能划分，该飞控系统的硬件包括：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。模块功能各个功能模块组合在一起，构成飞行控制系统的核心，而主控制模块是飞控系统核心，它与信号调理模块、接口模块和舵机驱动模块相组合，在只需要修改软件和简单改动外围电路的基础上可以满足一系列小型无人机的飞行控制和飞行管理功能要求，从而实现一次开发，多型号使用，降低系统开发成本的目的。系统主要完成如下功能：（1）完成多路模拟信号的高精度采集，包括陀螺信号、航向信号、舵偏角信号、发动机转速、缸温信号、动静压传感器信号、电源电压信号等。由于CPU自带A／D的精度和通道数有限，所以使用了另外的数据采集电路，其片选和控制信号是通过EPLD中译码电路产生的。

浅析无人机航空摄影测量系统及应用

浅析无人机航空摄影测量系统及应用发表时间：2017-10-26T19:53:11.473Z 来源：《建筑科技》2017年9期作者：舒永国 [导读] 发展低空无人飞行器航测遥感系统是提高测绘现势性的迫切需要，是做好应急救急工作的迫切需要，是构建数字中国、数字城市建设的迫切需要。基于此，本文主要对无人机航空摄影测量系统及应用进行分析探讨。北京市自来水集团禹通市政工程有限公司北京 100089 摘要：测绘测量技术系统是应对自然灾害、有效处置突发事件、构建完善保障系统与加强防灾减灾工作建设的重要组成部分，也是目前的一个重要战略问题。发展低空无人飞行器航测遥感系统是提高测绘现势性的迫切需要，是做好应急救急工作的迫切需要，是构建数字中国、数字城市建设的迫切需要。基于此，本文主要对无人机航空摄影测量系统及应用进行分析探讨。关键词：无人机；航空摄影；测量系统；应用 1、前言航空数字摄影测量是基础地理信息采集的最有效手段之一。随着计算机技术的发展和微处理机的广泛应用，政府各部门对测绘资料的需求越来越大，对资料现势性要求越来越高，对资料所能包涵的信息容量越来越多。无人机航空摄影测量作为一种新型的测量方式不断呈现在大家的面前，伴随着高科技技术环境下测绘技术与测绘装备的快速发展，融合了无人机技术、航空摄影技术、移动测量技术、数字通信技术等一系列新兴技术形态的无人机航空摄影测量系统成为防灾减灾的重要手段，它建立起一整套综合应急测绘保障服务系统。 2、无人机航空摄影测量系统目前，国内已经投入使用的无人机航空摄影测量系统有“华鹰”、“飞象”、“QuickEye”等。无人机航空摄影测量系统主要由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括机载系统和地面监控系统；软件系统则涵盖了航线设计、飞行控制、远程监控、航摄检查、数据预处理等五个主要的系统。 2.1硬件系统 2.1.1无人机机载系统在整个无人机航空摄影测量系统构成中，无人机作为主要的系统搭载平台，是整个系统集成与融合的重要基础。这一硬件系统主要由无人机、数字摄影系统、导航与飞行控制系统、通信系统等部分构成。在该系统工作的过程中，整个系统会按照预先设定的航线进行相应的自主飞行，并且完成预先设定的航空摄影测量任务，同时实时地把飞机的速度、高度、飞行状态、气象状况等参数传输给地面控制系统。 2.1.2地面飞行监控系统这一分支系统是影响飞行平台运行的重要因素，主要有电子计算机、飞行控制软件、电子通信控制介质和电台等设备。在飞行平台的运行过程中，地面飞行控制系统可以据无人机飞行控制系统发回的飞行参数信息，实时在地图上精确标定飞机的位置、飞行路线、轨迹、速度、高度和飞行姿态，使地面操作人员更容易掌握无人机的飞行状况。 2.2软件系统 2.2.1航线设计软件航线设计在无人机航空摄影测量系统中扮演着十分重要的角色，其直接决定了整个系统工作的方向和精准度。这一分支系统作为信息采集的关键步骤，需要对于系统运行经过的作业范围、地形地貌特点、属性精度要求、摄影测量参数以及摄影测量的结果进行综合设定。航线设计软件需要对相关的工作参数进行综合设定，诸如计算行高、重叠度和地面分辨率等飞行参数，进而获得飞行所需的曝光点坐标、基线长度等参数。此外，航线设计软件还有一个十分重要的功能，那就是对于设计好的航线进行检查，诸如：航线走向、摄影基面、行高、地面分辨率和像片重叠度等。 2.2.2数据接受与预处理系统这是无人机系统中最为重要的软件系统，也是无人机航空摄影测量系统室外作业的最后一步，直接影响到后续的图像数据处理质量。一般情况下，无人机航空摄影测量系统在影像获取过程中，由于受外界和内部因素的影响，可能降低获取的原始图像的质量。为避免原始图像后续处理的质量问题，在影像配准、拼接之前，必须对原始影像进行预处理。这一预处理的过程，先后涵盖了图像校正、图像增强等方面。 3、项目应用实践 3.1工程概况井山水库位于抚河流域东乡河南港支流黎圩水上游，地处江西省抚州市东乡县黎圩镇内，坝址位于南港支流东乡县黎圩镇井山村上游河段1.0km狭谷段，坝址区距黎圩镇约5km，距东乡县县城约25km，控制流域面积25.2km2，正常蓄水位83.00m（黄海高程，下同），总库容2250×104m3，是一座灌溉、供水等综合效益的中型水利枢纽工程。 3.2外业测量 3.2.1航摄航摄仪采用Sonya7R，焦距35mm，相幅大小为：7360×4192，像元分辨率为4.88um。本次无人机航摄分两个架次进行，由GPS领航数据计算相对飞行高度为724m，地面分辨率为0.09m，航摄面积约10km2。两个架次飞行质量和影像良好，影像清晰度较高，且照片色彩均匀，饱和度良好，能够表达真实的地物信息，可以满足1:2000成图要求。本次飞行航向重叠度为75%，旁向重叠度为50%。 3.2.2像控测量像控点的布设应能够有效控制成图的范围，测区的四周及中心位置必须布设控制点，根据测区的情况，每个测区布设控制点20多个，且都设置为平高点。 3.2.3空中三角测量本项目采用SVS软件进行空三加密，根据航空飞行及影像分布情况，将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密，即采用自动匹配进行像点量测，剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求，保证在2/3个像素以内。加入外业像控点对本

无人机管理规程

1.0 2.0 3.0 3.1 3.2 3.3 4.0 5.0 5.1 5.1.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.3 5.3.1目的为规范使用无人机，妥善管理公司的固定资产，特制定本规程。使用范围仅限于与公司相关的业务职责人事行政负责人负责《无人机管理规程》的制定、修订及各部门执行的监督检查。行政助理负责车辆的日常管理、保管。其他各部门负责人负责本部门《无人机管理规程》的宣传、培训、执行监管。财务部负责人负责制度相关费用的账务管理工作。弱电工程师负责无人机的使用期间的问题处理。项目经理负责《无人机管理规程》的审核和作业流程的监察工作。定义无人机指公司购进的航拍器械。程序文件借用流程借用人向人事行政部提交借用申请→审核通过→《借用登记表》（附件一）登记→委派工程技术部人员现场支持。使用条例使用前务必检查设备及其配件是否齐全完好，电池充足，存储卡使用空间是否足够；停飞后检查设备及其配件是否齐全完好，导出数据并将电池充满后归还人事行政部；飞行使用中如遇设备故障，立即采取处理措施，以不造成设备损坏为最高准则,同时参照航拍机维修条例执行操作。使用注意事项飞行前，请仔细检查螺旋桨是否损坏、老化，电池电量是否充足、其他部件是否

5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 6.0 6.1 7.0 7.1应该更换或维修；确保您的智能飞行电池、遥控器及其他设备电量充足；请选择开阔空旷的飞行场地，远离人群及建筑物，请勿在人群或动物上方停留飞行；根据相关法律规定，无人机飞行范围需在目视视距半径500米，相对高度120米范围内，确保飞机在您的视线之范围内，请勿在障碍物背面飞行，以减少操作不可控性，若违反相关法律规定将自行承担相关责任；无人机飞行时必须考量现场天气、风向等因素，以减少操作不可控性；飞行过程中，在使用自动功能时，如自动起飞、自动降落等，双手请不要离开遥控器，请始终保持对飞机控制；在确认取得良好GPS信号后再起飞，并尽可能利用安全飞行功能，如自动返航，定点悬停等；使用人管理使用人应严格按照《无人机管理规程》使用无人机，如有违反责任自负。使用人应爱惜公司财产，人为损失将自负。使用人需学习《无人机使用学习教材》并经项目经理验证后授权。使用人在使用过程中无人机发生失控故障时，立即停止遥控器的所有操作并第一时间向工程技术部报事。支持文件 SAVILLS-CQ/YKJ-XZ-《无人机使用学习教材》支持记录 SAVILLS-CQ/YKJ-XZ-《借用登记表》

无人机飞行安全操作规范

新和莱特无人机飞行操作规范一、目的：为了使无人机在操作飞行的过程中，安全、高效、稳定的飞行，通过个个细节的把控，做到各项检查指标参数处于正常值或者正常值以上，方可起飞。二、范围：规范试用于，新和莱特下属技术部门以及售后售前部门，所有技术人员和飞手。三、内容：（一）飞行前的检查：飞行前调试流程必须做到位，不得忽略调试流程的任何一个细节，在操作无人机飞行前应对无人机的各个部件做相应的检查，无人机的任何一个小问题都有可能导致在飞行过程中出现事故或损坏。因此在飞行前应该做充足的检查，防止意外发生。外观机械部分： 1、上电前应先检查机械部分相关零部件的外观，检查螺旋桨是否完好，表面是否有污渍和裂纹等（如有损坏应更换新螺旋桨，以防止在飞行中飞机震动太大导致意外）。检查螺旋桨旋向是否正确，安装是否紧固，用手转动螺旋桨查看旋转是否有干涉等。 2、检查电机安装是否紧固，有无松动等现象（如发现电机安装不紧固应停止飞行，使用相应工具将电机安装固定好）用手转劢电机查看电机旋转是否有卡涩现象，电机线圈内部是否干净，电机轴有无明显的弯曲。 3、检查机架是否牢固，螺丝有无松动现象。 4、检查药箱转动是否有漏水口，药箱固定座是否安装牢固。 5、检查飞行器电池安装是否正确，电池电量是否充足。 6、检查飞行器的重心位置是否正确。电子部分（此项为飞机出厂检查）： 1、检查各个接头是否紧密，插头不焊接部分是否有松动、虚焊、接触不良等现象（杜邦线，XT60，T插头，香蕉头等）。

2、检查各电线外皮是否完好，有无刮擦脱皮等现象。 3、检查电子设备是否安装牢固，应保证电子设备清洁，完整，并做好一些防护（如防水、防尘等）。 4、检查电子罗盘指向是否和飞行器机头指向一致。 5、检查电池有无破损，鼓包胀气，漏液等现象。 6、检查地面站是否可，地面站屏幕触屏是否良好，各界面操作是否正常。上电后的检查： 1、上电后，地面站与飞机进行配对，点击地面站设置里的配对前，先插电源负极，点击配对插上正极，地面站显示配对即可。 2、电池接插方法，要注意是串联电路还是并联电路，以免差错，导致电池烧坏或者是飞控烧坏。 3、配对成功以后，先不装桨叶，解锁轻微推动油门，观察各个电机是否旋转正常。 4、检查电调指示音是否正确LED指示灯闪烁是否正常。 5、检查各电子设备有无异常情况（如异常震动，异常声音，异常发热等）。 6、确保电机运转正常后，可进行磁罗盘的校准，点击地面站上的磁罗盘校准，校准方法见飞机使用教程。 7、打开地面站，检查手柄设置是否为美国手，检查超声波是否禁用，飞机的参数设置是否符合要求。 8、调试完成后，将喷杆安装在飞机左右两侧，插紧导管，通电测试喷洒系统是否运转正常。 9、测试飞行，以及航线的试飞，观察飞机在走航线的过程中是否需要对规划好的航线进行修改。 10、试飞过程中，务必提前观察飞机运行灯的状态，以及地面站所显示的GPS 星数，及时做出预判。 11、飞行的遥控距离为飞机左右两侧六到七米，避免站在飞机机尾的正后方。 12、飞机断电加水加药，通电测试喷头是否出水出药。 13、完成以后，根据当天天气情况和风速，通电让GPS适应当前气象情况，

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

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

无人机飞行管理规定

无人机飞行管理规定 1.从事通用航空飞行活动的单位、个人使用机场飞行空域、航路、航线，应当按照国家有关规定向飞行管制部门提出申请，经批准后方可实施。 2.从事通用航空飞行活动的单位、个人，根据飞行活动要求，需要划设临时飞行空域的，应当向有关飞行管制部门提出划设临时飞行空域的申请。划设临时飞行空域的申请，应当在拟使用临时飞行空域7个工作日前向有关飞行管制部门提出。负责批准该临时飞行空域的飞行管制部门应当在拟使用临时飞行空域3个工作日前作出批准或者不予批准的决定，并通知申请人。以下摘取的部分无人机法规： (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) (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)无人机系统驾驶员，由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵无人机的人。

(4)无人机系统的机长，是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全的驾驶员。 (5)无人机观测员，由运营人指定的训练有素的人员，通过目视观测无人机，协助无人机驾驶员安全实施飞行，通常由运营人管理，无证照要求。 (6)运营人，是指从事或拟从事航空器运营的个人、组织或企业。 (7)控制站(也称遥控站、地面站)，无人机系统的组成部分，包括用于操纵无人机的设备。 (8)指令与控制数据链路(C2：Commandand Control datalink)，是指无人机和控制站之间为飞行管理之目的的数据链接。 (9)感知与避让，是指看见、察觉或发现交通冲突或其他危险并采取适当行动的能力。 (10)无人机感知与避让系统，是指无人机机载安装的一种设备，用以确保无人机与其它航空器保持一定的安全飞行间隔，相当于载人航空器的防撞系统。在融合空域中运行的Ⅺ、Ⅻ类无人机应安装此种系统。 (11)视距内(VLOS：Visual Line of Sight)运行，无人机在驾驶员或观测员与无人机保持直接目视视觉接触的范围内运行，且该范围为目视视距内半径不大于500米，人、机相对高度不大于120米。

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。