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無(wú)人機(jī)整機(jī)
無(wú)人機(jī)配件
無(wú)人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具
系留無(wú)人機(jī)由地面電源供電，通過(guò)系留線纜向空中的無(wú)人機(jī)平臺(tái)輸送電能，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)不間斷的空中懸停，最大懸停高度可達(dá) 100 米以上，且操作簡(jiǎn)單，
一鍵自動(dòng)起降，并可根據(jù)需要搭載光電監(jiān)測(cè)設(shè)備、通信設(shè)備等各類應(yīng)用載荷。
主要特點(diǎn)：
航時(shí)長(zhǎng)，車載供電 24 小時(shí)全天候滯空；
載荷大，5-15kg 有效凈載荷；
穩(wěn)定性好，100m 高空穩(wěn)定平臺(tái)；
定位精度高，厘米級(jí)精確定位；
智能化程度高，與自由移動(dòng)基站車輛位置精確跟隨；
操作簡(jiǎn)單，一鍵自動(dòng)起降。
主要功能：
通過(guò)地面發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，可 24 小時(shí)不間斷滯空；
該單元可用車輛載運(yùn)；
通過(guò)地面站設(shè)置高度并實(shí)現(xiàn)一鍵起飛；
通過(guò)地面站一鍵降落回收；
支持人工控制模式和自動(dòng)飛行模式；
人工控制模式時(shí)，通過(guò)搖桿控制無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)；
自動(dòng)飛行模式時(shí)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)自動(dòng)懸停和車輛自動(dòng)跟隨；
車輛靜止時(shí)，無(wú)人機(jī)自動(dòng)懸停在車輛上方；
車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)人機(jī)自主跟隨車輛運(yùn)動(dòng)。
系留無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
1）搭載雷達(dá)
系留無(wú)人機(jī)搭載小型一體化雷達(dá)，可對(duì)地面、海面、低空目標(biāo)開(kāi)展長(zhǎng)時(shí)間的搜索、監(jiān)視和跟蹤，能有效滿足長(zhǎng)時(shí)間空中持續(xù)監(jiān)視的需求，可廣泛應(yīng)用于情報(bào)、監(jiān)視、偵察以及其它安全行動(dòng)。
搭載可見(jiàn)光、紅外攝像頭系留無(wú)人機(jī)搭載可見(jiàn)光或紅外攝像頭，可對(duì)地上、海上、空中目標(biāo)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間搜索、監(jiān)視和跟蹤，廣泛應(yīng)用于偵查、反恐、勘測(cè)、環(huán)境監(jiān)控、森林防火、管線巡檢等領(lǐng)域。
3）搭載通訊基站
系留無(wú)人機(jī)搭載 LTE 一體化外掛式基站，可提供語(yǔ)音、視頻等應(yīng)急通信保障
服務(wù)，可廣泛應(yīng)用于通信中繼、防災(zāi)監(jiān)控、電子干擾、災(zāi)情預(yù)警等公共安全和民
用領(lǐng)域。
3. 系留無(wú)人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
系留無(wú)人機(jī)因?yàn)槠溟L(zhǎng)航時(shí)、大載重、操作簡(jiǎn)易、安全約束、響應(yīng)快速等突出優(yōu)點(diǎn)，在很多應(yīng)用領(lǐng)域較普通非系留多旋翼無(wú)人機(jī)有著許多特有優(yōu)勢(shì)。
非系留多旋翼無(wú)人機(jī)的缺點(diǎn)如下：一是由于缺少必要的約束，一旦失控，會(huì)
任意飛向任何地方，帶來(lái)不可預(yù)測(cè)的危害，存在較為嚴(yán)重的安全隱患；二是由于其動(dòng)力完全由電池提供，因此無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)航時(shí)或大載重的飛行，在很多無(wú)人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景中，經(jīng)常需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)監(jiān)視，而且需要攜帶攝像、通信傳輸?shù)榷喾N設(shè)備進(jìn)行作業(yè)；三是非系留多旋翼無(wú)人機(jī)的操作有一定的技術(shù)門檻，操作手需經(jīng)過(guò)培訓(xùn)認(rèn)證。
與之相比，系留無(wú)人機(jī)由于有線纜的約束，可以有效地確保其飛行安全性，即使飛行出現(xiàn)緊急狀況，也可以將其控制到有限的范圍內(nèi)，而不是到處亂飛，最大程度地降低了其飛行風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，由于采用系留的方式由地面供電，可以攜帶大重量的載荷長(zhǎng)時(shí)間懸停在空中，滿足對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間不間斷監(jiān)測(cè)并將所得的高清圖像向遠(yuǎn)端應(yīng)急指揮中心推送的需求；同時(shí)，由于系留無(wú)人機(jī)的作業(yè)只需要在垂直方向起降、懸停即可，因此經(jīng)過(guò)專門的智能化和自動(dòng)化設(shè)計(jì)，系留無(wú)人機(jī)可以一鍵起降作業(yè)，只需要一鍵設(shè)定好高度后一鍵起飛，即可開(kāi)展監(jiān)測(cè)作業(yè)任務(wù)，操作人員使用極其簡(jiǎn)單，無(wú)需經(jīng)過(guò)任何專門的培訓(xùn)認(rèn)證。
4. 系留無(wú)人機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)的安全措施
為了確保系留無(wú)人機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，針對(duì)系留無(wú)人機(jī)作業(yè)的特
點(diǎn)，專門設(shè)計(jì)了以下的安全措施：
系留無(wú)人機(jī)飛控采用工業(yè)級(jí) IMU 傳感器，具有穩(wěn)定性好，數(shù)據(jù)漂移小、抗沖擊性能強(qiáng)，高低溫適應(yīng)性好的等優(yōu)點(diǎn)。慣性導(dǎo)航單元采用冗余設(shè)計(jì)，飛控采用兩組獨(dú)立的 IMU 設(shè)計(jì)，當(dāng)一組 IMU 發(fā)生故障或出現(xiàn)錯(cuò)誤測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)切換到另外一組 IMU。非線性 EKF 濾波算法融合了加速度計(jì)、陀螺儀、磁傳感器、氣壓計(jì)、GPS 等多種傳感器數(shù)據(jù)，保證無(wú)人產(chǎn)位置姿態(tài)數(shù)據(jù)的平滑和穩(wěn)定。
系留無(wú)人機(jī)采用多種衛(wèi)星定位技術(shù)，同時(shí)安裝一套差分 GPS 系統(tǒng)和一套單點(diǎn) GPS 系統(tǒng)。差分 GPS 定位系統(tǒng)可以提供近似厘米級(jí)的定位精度，當(dāng)差分 GPS 出現(xiàn)故障時(shí)，單點(diǎn) GPS 系統(tǒng)自動(dòng)切換，保證系統(tǒng)正常工作。
系留無(wú)人機(jī)飛控具有多重安全措施保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈出現(xiàn)異常后，無(wú)人機(jī)自動(dòng)降落；GPS 信號(hào)出現(xiàn)遮擋并且一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)正常，無(wú)人機(jī)自動(dòng)降落；無(wú)人機(jī)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用電池供電，并且自動(dòng)降落。
為了防止電源系統(tǒng)故障造成嚴(yán)重的墜機(jī)事故，系留無(wú)人機(jī)通過(guò)備電系統(tǒng)保證地面電源系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，飛機(jī)可以正常返航，因此對(duì)系留無(wú)人機(jī)的備電系統(tǒng)進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)：
①電源系統(tǒng)監(jiān)測(cè)
通過(guò)各種傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量電源系統(tǒng)的電壓、電流、溫度等參數(shù)，通過(guò)這些狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控電源系統(tǒng)的健康狀態(tài)。一旦發(fā)生故障，迅速發(fā)出報(bào)警并啟動(dòng)備用電源系統(tǒng)。
②備電快速切換
主電源發(fā)生故障時(shí)，需要保證備電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫切換。系統(tǒng)通過(guò)可控硅進(jìn)行切換，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間可小于 1ms。
③備用電池智能管理
對(duì)備電電池電壓、電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)電池性能下降時(shí)，及時(shí)通知用戶進(jìn)行電池更換。
5. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1)六旋翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)
六旋翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)是專門為系留無(wú)人機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的安全、穩(wěn)定、高效的無(wú)人機(jī)平臺(tái)，并定制專用的航空箱，以確保其運(yùn)輸中的安全，如圖所示。
六旋翼系留無(wú)人機(jī)平臺(tái)及其航空收納箱
六旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)身采用高強(qiáng)度碳纖維一體成型技術(shù)，碳纖維材料擁有更輕的重量和更高的強(qiáng)度，保證了飛行器的整體強(qiáng)度并兼具一定的韌性；重要連接件采用航空鋁 CNC 加工，既保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度又控制了整機(jī)重量；整機(jī)采用機(jī)臂快速拆卸結(jié)構(gòu)，拆裝時(shí)間小于 2分鐘，利于包裝和運(yùn)輸；
動(dòng)力系統(tǒng)采用大功率高效盤式電機(jī)，配合碳纖維螺旋槳，提供了超強(qiáng)的負(fù)載能力；配置尺寸為 850mm*850mm*900mm 的專用航空箱，以確保無(wú)人機(jī)平臺(tái)
運(yùn)輸過(guò)程中的安全。
六旋翼無(wú)人機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：
項(xiàng)目
指標(biāo)
機(jī)體材質(zhì)
碳纖維及航空鋁合金
軸距
1600mm
展開(kāi)尺寸
1600mm*1600mm*550mm
收納箱尺寸
850mm*850mm*900mm
最大起飛重量
30kg
最大升降速度
±5m/s
最大飛行速度
10m/s
工作環(huán)境溫度
-25℃~60℃
2)飛控系統(tǒng)
針對(duì)系留無(wú)人機(jī)一鍵起降、自動(dòng)懸停、精確鎖高、精準(zhǔn)定位、抗風(fēng)穩(wěn)定等要求，專門為系留無(wú)人機(jī)系統(tǒng)研發(fā)了高集成度、高可靠性的專業(yè)級(jí)飛行控制系統(tǒng)。該飛行控制系統(tǒng)集成了高精度的工業(yè)級(jí)慣性傳感器、高精度差分模塊以及高精度航空天線，并且以高標(biāo)準(zhǔn)制造工藝，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的飛行性能和高精度自動(dòng)駕駛及導(dǎo)航定位功能。
◆出色的慣導(dǎo)融合算法
卓越的飛行控制輸出非線性制導(dǎo)率和非線性姿態(tài)控制算法，提高了系統(tǒng)魯棒性。全自動(dòng)起降功能通過(guò)與遙控器或地面站的配合控制，可實(shí)現(xiàn)一鍵起飛、一鍵降落，降低使用難度。
◆極強(qiáng)的抗風(fēng)性
通過(guò)非線性姿態(tài)控制算法，不依賴于對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，適用于參數(shù)變化
范圍寬、干擾作用大的非線性系統(tǒng)，抗風(fēng)等級(jí)達(dá)到 6 級(jí)。
◆深度集成差分 GPS
集成高精度實(shí)時(shí)差分模塊，定位精度±5cm，支持全自主起降、精確定高，有效解決了系留無(wú)人機(jī)的精確鎖高、精準(zhǔn)定位等問(wèn)題。
系留飛控系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)如下：
項(xiàng)目
指標(biāo)
垂直：±0.3m
懸停精度
水平：±0.5m
抗風(fēng)等級(jí)
持續(xù) 5級(jí)，陣風(fēng) 6級(jí)
最大傾斜角度
35°
工作環(huán)境溫度
-25°C ~+60°C
