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主讲人:李璇琼智能测量技术智能建造技术专业资源库无人机驾驶飞行平台(二)知识点无人机驾驶飞行平台(二)固定翼无人机无人直升机无人飞艇0102031.概述固定翼无人机:机翼外端后掠角可随速度自动或手动调整的机翼固定的一类无人机。固定翼无人机抗风能力也比较强,是类型最多、应用最广泛的无人驾驶飞行器。固定翼无人机具有结构简单、加工维修方便、安全性好、机动性强等特点,但是其起降要求场地空旷、视野好,在起降场地受限时无法发挥作用。无人驾驶飞行平台(二)一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)1.概述
目前微型化的固定翼无人机只有手掌大小,长航时固定翼无人机的体积一般比较大,续航时间可达到10小时,可同时搭载多种遥感传感器。1
固定翼无人机适合大面积的测绘任务。因其优良的功能、模块化集成,现已广泛应用在测绘、地质、石油、农林等职业,具有广阔的市场应用远景。2一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)1.概述(1)起飞方式01固定翼无人机的起飞方式主要有滑跑起飞、弹射起飞、垂直起飞三种方式。03弹射起飞也要求场地周围视野开阔。02滑跑起飞要求有一定距离较为平坦的滑跑场地。04垂直起飞对场地要求比较低,近年来垂直起降固定翼无人机比较畅销。一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)1.概述(2)着陆方式伞降时,容易受到风速影响,场地要平坦、开阔,降落时一定距离内无突出障碍物、空中管线、高大树木及无线电设施,以避免与无人机相撞。02固定翼无人机着陆方式有伞降和滑降、撞网回收等。01一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)滑降时,由于飞机起落架没有刹车装置,导致降落滑跑距离长,在狭窄空间着陆于尾轮转向效率较低,或是受到不利风向、风力和低品质跑道的影响,滑降过程中飞机易跑偏,发生剐蹭事故,损伤机体,甚至损伤机体内设备。一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)撞网回收适合小型固定翼无人机在狭窄场地或者舰船上实现定点回收。垂直起降固定翼无人机体积小巧、机动灵活,不需要专用跑道起降,受天气和空域管制的影响小,性价比高,运作方便,在越来越多的领域得到重要应用。一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)2.系统组成固定翼无人机与多旋翼无人机相比最大的不同在于无人机飞行平台。固定翼无人机机身主要由机翼、机身、尾翼以及相应的转动舵面组成,如图所示,各舵面又有副翼、襟翼、方向舵、升降舵之分,每种舵面的作用各不相同,为无人机的各种飞行动作提供相应的转问力。一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)2.系统组成一般的固定翼无人机系统由五个主要部分组成:机体结构、航电系统、动力系统、起降系统和地面控制站。01机体结构由可拆卸的模块化机体组成,既方便携带,又可以在短时间内完成组装、起飞。02航电系统由飞控电脑、感应器、酬载、无线通讯、空电电池组成,完成飞机控制系统的需要。03一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)2.系统组成动力系统由动力电池、螺旋桨、无刷马达组成,提供飞机飞行所需的动力。04起降系统由弹射绳、弹射架、降落伞组成,帮助飞机完成弹射起飞和伞降着陆。05地面控制站包括地面站电脑、手柄、电台等通讯设备,用以辅助完成路线规划任务和飞行过程的监控。06一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)方向舵方向舵的主要功能是提供飞机纵轴的转向力矩,便得飞机绕纵轴左右,从而达到转弯的目的。一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)方向舵一、固定翼无人机通过方向舵的偏转,飞机就可以在机身竖轴上转动,转弯速度与方问舵偏转角度成正比。方向舵的偏转对于飞机姿态的影响是这样的,方向舵舵面偏转后,飞机绕竖轴转动,偏转方向和偏转力矩方向一致,在飞机转向到一定角度时,松开遥控器方问舵通道摇杆,飞机就会保持这种偏转角度飞行。无人驾驶飞行平台(二)升降舵升降舵的主要功能是提供飞机横轴的转向力矩,使飞机绕横轴上下俯仰偏转,达到升降的目的。通过升降舵的偏转,飞机就可以在机身横轴上转动,俯仰角度与升降舵偏转角度成正比。一、固定翼无人机升降舵的偏转对于飞机姿态的影响是这样的,升降舵舵面偏转后,飞机绕横轴转动,偏转方向和偏转力矩方向一致,飞机爬升时称为抬头力矩,飞机俯冲时,称为低头力矩,在飞机俯仰到一定角度时,松开遥控器升降舵通道摇杆,飞机就会保持这种偏转角度飞行。无人驾驶飞行平台(二)升降舵一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)一、固定翼无人机无人驾驶飞行平台(二)二、无人直升机无人直升机具备垂直起降、空中悬停和低速机动能力,能够在地形复杂的环境下进行起降和低空飞行,具有多旋翼和固定翼无人机不具备的优势,独特的飞行特点决定了它不可替代的优势。它起飞重量大,可以搭载激光雷达、红外传感器等大型传感设备。无人驾驶飞行平台(二)二、无人直升机20世纪50年代以来,无人直升机在经历了试用萧条复苏之后,现已步人加速发展时期。基于佻究成本、市场需求、技术能力、研制周期、工程化水平及研制风险导凶素,目前国内外什发机构均将小型(或微小型)无人直升机作为重点研发对象,其起飞重量通常在2000kg以下,其中500kg以下又占绝大多数。1无人直升机相对于固定翼无人机而言,发展较晚且型号较少。因为无人直升机是一个具有非线性、多变量、强耦合的复杂被控对象,其飞行控制技术更加复杂。2无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇1.概述无人飞艇航测系统,将航测技术和无人飞艇技术紧密结合,是一种新型的低空高分辨率遥感影像数据快速获取系统,具有高机动性、低成本、小型化、专用化、快速、实时对地观测等特点,可作为卫星遥感和常规航空遥感的重要补充手段,能有效地改善高分辨率数据既缺乏又昂贵的现状。无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇2.无人飞艇遥感监测系统的应用无人飞艇遥感监测系统作为一项新兴的遥感监测技术。1材料科学与技术的发展使得飞艇具有重量轻、强度大、气密性好、尺寸稳定等特点。32它具有快速、机动灵活、现势性强、真实直观和视觉效果好的优势。无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇2.无人飞艇遥感监测系统的应用同时,计算机和自动控制技术的进步,使得飞艇的结构设计更为合理,进一步提高了可靠性,飞行控制也更加准确、灵活,因而无人飞艇开创了更广阔的应用领域。低空航测是其主要应用领域之一。不仅在土地利用动态监测、矿产资源勘探、地质环境与灾害勘查、海洋资源与环境监测、地形图更新、林业草场监测领域得以应用,而且在农业、水利、电力、交通等领域中也得到广泛运用。456无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇从航空摄影测量角度来看,无人飞艇的应用主要有以下4点优势:1.可飞得低,飞得慢。低速可以减小像片位移,低空接近目标减弱了辐射强度,因此可容易地获取高分辨率、高清晰度的目标影像,这是其他航天航空传感器所没有的优势。同时飞得低则受空中管制的影响小,并且能在阴大云下飞行,减小了对天气的依赖性。2.可靠性和安全性好。无机组人员随艇上天,可避免意外发生时威胁生命安全,今刻气等密度小于空气,自重小;飞行速度慢,对地面目标构成的威胁小。无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇从航空摄影测量角度来看,无人飞艇的应用主要有以下4点优势:3.可绕建筑物盘旋,进行多侧面摄影,有利于三维城市建模纹理信息的获取。4.机动性好,无需专门的机场起降,使用成本低。无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇无人飞艇用于航测时也具有以下明显的局限性。(1)体积大,抗风能力较弱。除平流层飞艇与系留飞艇外,目前无人飞艇抗风能力在6级以下,在风力超过3级进行飞行时,飞艇姿态不够稳定,出现比较大的旋转角。无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇无人飞艇用于航测时也具有以下明显的局限性。(2)无人飞艇应用尚未普及,民用航测类飞艇无论是任务载荷还是设备接口,暂时都无法搭载专业的遥感传感器,如
DMC、UCD
/
UCX
、SWDC
及机载
LiDAR
与
SAR
等。
无人飞艇有效解决了飞行过程中飞机自身振动、气流抖动造成的影像模糊及飞机对地移动造成的像点位移等误差,能满足小范围大比例尺测图需要。经过精确的数据处理,可以制作1:500~1:2000地形图。无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇3.无人飞艇在测绘中的应用用无人飞艇作为航测飞行平台,对提高测图精度的最主要贡献是:无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇3.无人飞艇在测绘中的应用可在低空航摄,获取高分辨率的影像;0102可进行云下航摄,减少云雾的影响;用无人飞艇作为航测飞行平台,对提高测图精度的最主要贡献是:无人驾驶飞行平台(二)三、无人飞艇3.无人飞艇在测绘中
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