無(wú)人機(jī)航拍創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告

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1、創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告題目：經(jīng)濟(jì)型航拍無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（航拍系統(tǒng)）學(xué)院：測(cè)試與光電工程學(xué)院專業(yè)名稱：電子科學(xué)與技術(shù)班級(jí)學(xué)號(hào)：10083134學(xué)生姓名：程尹欣指導(dǎo)教師：張巍巍2013年5月經(jīng)濟(jì)型航拍無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（航拍系統(tǒng)）摘要：本系統(tǒng)是一種穩(wěn)定、快速的經(jīng)濟(jì)型航拍無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)總體包括：機(jī)體、攝像機(jī)、OSD模塊、GPS模塊、數(shù)據(jù)發(fā)射和接收模塊、電源模塊、動(dòng)力模塊、遙控設(shè)備和顯示系統(tǒng)。本系統(tǒng)的特征是：選用了市場(chǎng)上廉價(jià)的KT板做機(jī)身材料，采用合式組合結(jié)構(gòu)和固定上單翼設(shè)計(jì)；優(yōu)化數(shù)據(jù)發(fā)射和接收模塊、GPS模塊和遙控接收機(jī)的組合，將高度集成的微型攝像機(jī)、數(shù)據(jù)傳

2、輸和GPS模塊安裝在機(jī)身，顯示系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)接收機(jī)將航拍信息顯示在顯示屏，操作人員可在地面通過(guò)監(jiān)視屏幕掌握飛機(jī)的飛行狀態(tài)和獲取航拍信息，系統(tǒng)采用手拋式起飛。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)身制作簡(jiǎn)單，維修方便，價(jià)格低廉，既輕盈又堅(jiān)固，飛行速度快，并具有一定的載重能力，信號(hào)抗干擾性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用方便。關(guān)鍵詞：航空模型視頻采集與傳輸19南昌航空大學(xué)前言隨著今年國(guó)家的各項(xiàng)政策決議，無(wú)人機(jī)航拍、遙感市場(chǎng)將在未來(lái)幾年迎來(lái)跨越式發(fā)展的新契機(jī)。低端航拍無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，遠(yuǎn)不止航空拍攝、航空攝影、航拍這么一點(diǎn)。隨著用戶的快速增長(zhǎng)，目前航拍的功能要求也逐漸增多，主

3、要有對(duì)森林防火、地震調(diào)查、核輻射探測(cè)、邊境巡邏、應(yīng)急救災(zāi)、農(nóng)作物估產(chǎn)、管道巡檢、保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)、軍事偵察、搭載航拍電子設(shè)備進(jìn)行科研試驗(yàn)、海事偵察、保釣活動(dòng)等方面間接接觸的航拍應(yīng)用需求。此外，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、大氣取樣、增雨、資源勘探、禁毒，反恐、消防航拍偵察等方面，無(wú)人機(jī)航拍將大顯身手。西方發(fā)達(dá)國(guó)家主要采用料油缸、渦噴和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，玻璃鋼、鋁合金、碳纖維等高新昂貴材料，先進(jìn)的航電設(shè)備和高精航拍設(shè)備。國(guó)內(nèi)工業(yè)部門（包括院所和航空、航天集團(tuán)公司）研制的無(wú)人機(jī)技術(shù)高于民營(yíng)企業(yè)，目前無(wú)人機(jī)在我國(guó)畢竟首要用于軍事用途，所以高空、高速、中遠(yuǎn)程、

4、長(zhǎng)航時(shí)、大載荷等類型的無(wú)人機(jī)，幾乎全部是由航空集團(tuán)、航天集團(tuán)以及院校研制與生產(chǎn)，主要是應(yīng)付軍隊(duì)的需求。但隨著國(guó)家信息化建設(shè)，地球信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)會(huì)逐漸得到重視，除了國(guó)內(nèi)工業(yè)部門以外，更需要民營(yíng)企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)性價(jià)比更高的，滿足市場(chǎng)需求的民用無(wú)人機(jī)。成本拉下來(lái)，應(yīng)用推上去，這是一個(gè)趨勢(shì)。19南昌航空大學(xué)目前民用無(wú)人機(jī)航拍的缺點(diǎn)：市場(chǎng)不夠規(guī)范，需要大量技術(shù)和資金投入。雖然目前民用無(wú)人機(jī)的研制生產(chǎn)確實(shí)還沒(méi)有明確的骨干單位，但包括貴航、時(shí)代電子在內(nèi)的一些國(guó)有集團(tuán)公司已經(jīng)開(kāi)始往低端的民用領(lǐng)域進(jìn)軍和擴(kuò)展了。所以無(wú)人機(jī)行業(yè)無(wú)人機(jī)行業(yè)

5、前景相當(dāng)廣闊，將是一個(gè)很大市場(chǎng)。據(jù)中國(guó)企業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)的研究報(bào)告預(yù)測(cè)，今后10年內(nèi)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的銷售額可達(dá)10億美元。無(wú)論是軍用還是民用，無(wú)人機(jī)都將朝著模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化和系列化的趨勢(shì)發(fā)展，其應(yīng)用范圍廣泛，前景喜人。19南昌航空大學(xué)設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)目的1）利用航拍傳感器技術(shù)、GPS導(dǎo)航航拍技術(shù)、通訊航拍服務(wù)技術(shù)、飛行控制技術(shù)、任務(wù)控制技術(shù)、編程技術(shù)等實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)航拍任務(wù)2）學(xué)習(xí)并且應(yīng)用，UP10完成了傳感器數(shù)據(jù)采集，GPS信息獲取，接收機(jī)信號(hào)獲取，舵機(jī)控制，與地面站通訊，飛行控制率計(jì)算，導(dǎo)航控制，任務(wù)控制等所有功能。3）養(yǎng)

6、成根據(jù)需要選學(xué)參考書(shū)籍，查閱相關(guān)手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。設(shè)計(jì)內(nèi)容1)設(shè)計(jì)一個(gè)包含GPS、動(dòng)態(tài)圖像采集、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出的電路。2)完成電路的功能測(cè)試，保證各獨(dú)立功能的正常工作。19南昌航空大學(xué)航拍系統(tǒng)基本元件OSD模塊在CRT/LCD顯示器上，在顯示器的熒幕中產(chǎn)生一些特殊的字形或圖形，讓使用者得到一些訊息。常見(jiàn)于家用電視機(jī)或個(gè)人PC電腦之顯示熒幕上，當(dāng)使用者操作電視機(jī)換臺(tái)或調(diào)整音量、畫(huà)質(zhì)等，電視熒幕就會(huì)顯示目前狀態(tài)讓使用者知道，此控制IC可在熒幕上的任何位置顯示一些特殊字形與圖形，成為人機(jī)界

7、面上重要的訊息產(chǎn)生裝置。在此系統(tǒng)中，OSD用于將GPS信息疊加于圖傳系統(tǒng)傳回的圖像上。GPS模塊19南昌航空大學(xué)19南昌航空大學(xué)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。用戶到衛(wèi)星的距離則通過(guò)記錄衛(wèi)星信號(hào)傳播到用戶所經(jīng)歷的時(shí)間，再將其乘以光速得到。由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實(shí)距離，而是偽距（PR）：當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時(shí)，會(huì)不斷地用1和0二進(jìn)制碼元組成的偽隨機(jī)碼（簡(jiǎn)稱偽碼）發(fā)射導(dǎo)航電文。GPS系統(tǒng)使用的偽碼一共有兩種，分別是民

8、用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz，重復(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當(dāng)于300m；P碼頻率10.23MHz，重復(fù)周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當(dāng)于30m。而Y碼是在P碼的基礎(chǔ)上形成的，保密性能更佳。導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星