系留無人機由地面電源供電,通過系留線纜向空中的無人機平臺輸送電能,可實現(xiàn)無人機不間斷的空中懸停,最大懸停高度可達 100 米以上,且操作簡單,
一鍵自動起降,并可根據(jù)需要搭載光電監(jiān)測設備、通信設備等各類應用載荷。
主要特點:
航時長,車載供電 24 小時全天候滯空;
載荷大,5-15kg 有效凈載荷;
穩(wěn)定性好,100m 高空穩(wěn)定平臺;
定位精度高,厘米級精確定位;
智能化程度高,與自由移動基站車輛位置精確跟隨;
操作簡單,一鍵自動起降。
主要功能:
通過地面發(fā)電機進行供電,可 24 小時不間斷滯空;
該單元可用車輛載運;
通過地面站設置高度并實現(xiàn)一鍵起飛;
通過地面站一鍵降落回收;
支持人工控制模式和自動飛行模式;
人工控制模式時,通過搖桿控制無人機運動;
自動飛行模式時,可實現(xiàn)無人機自動懸停和車輛自動跟隨;
車輛靜止時,無人機自動懸停在車輛上方;
車輛運動時,無人機自主跟隨車輛運動。
一鍵自動起降,并可根據(jù)需要搭載光電監(jiān)測設備、通信設備等各類應用載荷。
主要特點:
航時長,車載供電 24 小時全天候滯空;
載荷大,5-15kg 有效凈載荷;
穩(wěn)定性好,100m 高空穩(wěn)定平臺;
定位精度高,厘米級精確定位;
智能化程度高,與自由移動基站車輛位置精確跟隨;
操作簡單,一鍵自動起降。
主要功能:
通過地面發(fā)電機進行供電,可 24 小時不間斷滯空;
該單元可用車輛載運;
通過地面站設置高度并實現(xiàn)一鍵起飛;
通過地面站一鍵降落回收;
支持人工控制模式和自動飛行模式;
人工控制模式時,通過搖桿控制無人機運動;
自動飛行模式時,可實現(xiàn)無人機自動懸停和車輛自動跟隨;
車輛靜止時,無人機自動懸停在車輛上方;
車輛運動時,無人機自主跟隨車輛運動。
更多詳情
系留無人機的應用
1)搭載雷達
系留無人機搭載小型一體化雷達,可對地面、海面、低空目標開展長時間的搜索、監(jiān)視和跟蹤,能有效滿足長時間空中持續(xù)監(jiān)視的需求,可廣泛應用于情報、監(jiān)視、偵察以及其它安全行動。
搭載可見光、紅外攝像頭系留無人機搭載可見光或紅外攝像頭,可對地上、海上、空中目標進行長時間搜索、監(jiān)視和跟蹤,廣泛應用于偵查、反恐、勘測、環(huán)境監(jiān)控、森林防火、管線巡檢等領域。
3)搭載通訊基站
系留無人機搭載 LTE 一體化外掛式基站,可提供語音、視頻等應急通信保障
服務,可廣泛應用于通信中繼、防災監(jiān)控、電子干擾、災情預警等公共安全和民
用領域。
3. 系留無人機的應用優(yōu)勢
系留無人機因為其長航時、大載重、操作簡易、安全約束、響應快速等突出優(yōu)點,在很多應用領域較普通非系留多旋翼無人機有著許多特有優(yōu)勢。
非系留多旋翼無人機的缺點如下:一是由于缺少必要的約束,一旦失控,會
任意飛向任何地方,帶來不可預測的危害,存在較為嚴重的安全隱患;二是由于其動力完全由電池提供,因此無法進行長航時或大載重的飛行,在很多無人機應用場景中,經(jīng)常需要進行長時間的持續(xù)監(jiān)視,而且需要攜帶攝像、通信傳輸?shù)榷喾N設備進行作業(yè);三是非系留多旋翼無人機的操作有一定的技術門檻,操作手需經(jīng)過培訓認證。
與之相比,系留無人機由于有線纜的約束,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險;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時間懸停在空中,滿足對指定區(qū)域進行長時間不間斷監(jiān)測并將所得的高清圖像向遠端應急指揮中心推送的需求;同時,由于系留無人機的作業(yè)只需要在垂直方向起降、懸停即可,因此經(jīng)過專門的智能化和自動化設計,系留無人機可以一鍵起降作業(yè),只需要一鍵設定好高度后一鍵起飛,即可開展監(jiān)測作業(yè)任務,操作人員使用極其簡單,無需經(jīng)過任何專門的培訓認證。
4. 系留無人機監(jiān)視系統(tǒng)的安全措施
為了確保系留無人機監(jiān)視系統(tǒng)的安全可靠運行,針對系留無人機作業(yè)的特
點,專門設計了以下的安全措施:
系留無人機飛控采用工業(yè)級 IMU 傳感器,具有穩(wěn)定性好,數(shù)據(jù)漂移小、抗沖擊性能強,高低溫適應性好的等優(yōu)點。慣性導航單元采用冗余設計,飛控采用兩組獨立的 IMU 設計,當一組 IMU 發(fā)生故障或出現(xiàn)錯誤測量數(shù)據(jù)時,自動切換到另外一組 IMU。非線性 EKF 濾波算法融合了加速度計、陀螺儀、磁傳感器、氣壓計、GPS 等多種傳感器數(shù)據(jù),保證無人產(chǎn)位置姿態(tài)數(shù)據(jù)的平滑和穩(wěn)定。
系留無人機采用多種衛(wèi)星定位技術,同時安裝一套差分 GPS 系統(tǒng)和一套單點 GPS 系統(tǒng)。差分 GPS 定位系統(tǒng)可以提供近似厘米級的定位精度,當差分 GPS 出現(xiàn)故障時,單點 GPS 系統(tǒng)自動切換,保證系統(tǒng)正常工作。
系留無人機飛控具有多重安全措施保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。無人機數(shù)據(jù)鏈出現(xiàn)異常后,無人機自動降落;GPS 信號出現(xiàn)遮擋并且一段時間內(nèi)無法恢復正常,無人機自動降落;無人機供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障,系統(tǒng)自動切換到備用電池供電,并且自動降落。
為了防止電源系統(tǒng)故障造成嚴重的墜機事故,系留無人機通過備電系統(tǒng)保證地面電源系統(tǒng)發(fā)生故障時,飛機可以正常返航,因此對系留無人機的備電系統(tǒng)進行了專門設計:
①電源系統(tǒng)監(jiān)測
通過各種傳感器實時測量電源系統(tǒng)的電壓、電流、溫度等參數(shù),通過這些狀態(tài)實時監(jiān)控電源系統(tǒng)的健康狀態(tài)。一旦發(fā)生故障,迅速發(fā)出報警并啟動備用電源系統(tǒng)。
②備電快速切換
主電源發(fā)生故障時,需要保證備電系統(tǒng)進行無縫切換。系統(tǒng)通過可控硅進行切換,系統(tǒng)反應時間可小于 1ms。
③備用電池智能管理
對備電電池電壓、電流進行實時監(jiān)控,當電池性能下降時,及時通知用戶進行電池更換。
5. 系統(tǒng)設計
1)六旋翼無人機平臺
六旋翼無人機平臺是專門為系留無人機系統(tǒng)開發(fā)的安全、穩(wěn)定、高效的無人機平臺,并定制專用的航空箱,以確保其運輸中的安全,如圖所示。
六旋翼系留無人機平臺及其航空收納箱
六旋翼無人機機身采用高強度碳纖維一體成型技術,碳纖維材料擁有更輕的重量和更高的強度,保證了飛行器的整體強度并兼具一定的韌性;重要連接件采用航空鋁 CNC 加工,既保證結構強度又控制了整機重量;整機采用機臂快速拆卸結構,拆裝時間小于 2分鐘,利于包裝和運輸;
動力系統(tǒng)采用大功率高效盤式電機,配合碳纖維螺旋槳,提供了超強的負載能力;配置尺寸為 850mm*850mm*900mm 的專用航空箱,以確保無人機平臺
運輸過程中的安全。
六旋翼無人機技術參數(shù)如下:
項目
指標
機體材質(zhì)
碳纖維及航空鋁合金
軸距
1600mm
展開尺寸
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)
針對系留無人機一鍵起降、自動懸停、精確鎖高、精準定位、抗風穩(wěn)定等要求,專門為系留無人機系統(tǒng)研發(fā)了高集成度、高可靠性的專業(yè)級飛行控制系統(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,并且以高標準制造工藝,實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的飛行性能和高精度自動駕駛及導航定位功能。
◆出色的慣導融合算法
卓越的飛行控制輸出非線性制導率和非線性姿態(tài)控制算法,提高了系統(tǒng)魯棒性。全自動起降功能通過與遙控器或地面站的配合控制,可實現(xiàn)一鍵起飛、一鍵降落,降低使用難度。
◆極強的抗風性
通過非線性姿態(tài)控制算法,不依賴于對象的精確數(shù)學模型,適用于參數(shù)變化
范圍寬、干擾作用大的非線性系統(tǒng),抗風等級達到 6 級。
◆深度集成差分 GPS
集成高精度實時差分模塊,定位精度±5cm,支持全自主起降、精確定高,有效解決了系留無人機的精確鎖高、精準定位等問題。
系留飛控系統(tǒng)的技術參數(shù)如下:
項目
指標
垂直:±0.3m
懸停精度
水平:±0.5m
抗風等級
持續(xù) 5 級,陣風 6 級
最大傾斜角度
35°
工作環(huán)境溫度
-25°C ~+60°C