無人機應用技術(shù)論文優(yōu)秀范文
隨著技術(shù)的 不斷發(fā)展，無人機在我國的軍事應用方面越來越廣泛了，作出了杰出的貢獻。下面是小編為大家精心推薦的無人機技術(shù)論文，希望能對大家有所幫助。
無人機技術(shù)論文篇一:《試談無人機測量技術(shù)》
[摘 要]文章分析了紅外傳感原理并自行設(shè)計紅外傳感器應用于無人機姿態(tài)測量方向，通過場地實驗尋找傾角與電壓關(guān)系，建立函數(shù)模型，進一步坐標變換找出測量信息與姿態(tài)角的關(guān)系。在紅外探頭前端放置濾光片有效抑制太陽干擾情況下，進行機載飛行實驗，通過與傳統(tǒng)IMU測量的姿態(tài)信息做比對驗證設(shè)計的可行性。
[關(guān)鍵詞]無人機 測量 技術(shù)
無人機穩(wěn)定控制和導航的最基本、最核心的參數(shù)之一是姿態(tài)角。傳統(tǒng)姿態(tài)測量方法主要是慣性測量系統(tǒng)，但由于其硬件系統(tǒng)設(shè)計復雜，成本較高，陀螺儀在長時間工作時還存在累積誤差，因此，想低成本地完成無人機自主控制仍舊比較困難考慮到紅外溫度傳感器能感知天空地而間的熱輻射的特點，本文提出一種新型的測量姿態(tài)信息的方法，相比傳統(tǒng)姿態(tài)測量系統(tǒng)，其具有體積小、重量輕、成本低等特點。采用新型的ARMCortex-M3內(nèi)核微處理器STM32F103ZET6作為處理單元，使用兩對紅外溫度傳感器對飛機的俯仰和橫滾信息進行姿態(tài)捕獲，實驗表明：該方法能有效滿足一般無人機姿態(tài)測量的需求。
一、硬件設(shè)計
飛機的穩(wěn)定性是飛機設(shè)計中最為重要的參數(shù)，它直接表征飛機在受到擾動后恢復到原始狀態(tài)的能力。其中，飛機的穩(wěn)定性包括縱向、橫向和航向穩(wěn)定性，分別反映俯仰、滾轉(zhuǎn)及方向的穩(wěn)定特性。本文所設(shè)計的基于紅外傳感原理的無人機姿態(tài)測量系統(tǒng)是無人機飛行控制系統(tǒng)的重要組成部分之一，主要針對飛機飛行中在縱向和橫向穩(wěn)定性的控制。主要由紅外傳感器、氣壓傳感器、處理器、執(zhí)行機構(gòu)、遙控接收機、電臺等部分組成。其中處理器作為數(shù)據(jù)處理和飛行控制的核心，主要完成采集各只傳感器的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行綜合處理并解算出飛機的姿態(tài)，從而實現(xiàn)對飛機穩(wěn)定飛行的控制。綜合數(shù)字信號處理能力和體積大小，選擇性價比較高的STM32F103ZET6型微處理器作為主控模塊，可使用其內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換口接收信息，經(jīng)計算產(chǎn)生多路PWM信號驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，用以調(diào)整飛行姿態(tài)。傳感器單元包括兩對紅外傳感器和氣壓傳感器構(gòu)成，主要完成對飛行中的姿態(tài)和高度信息的采集。地而控制用以穩(wěn)定飛行中的模式切換和危險保護。
二、紅外傳感器設(shè)計
1、MLX90247型紅外線溫度傳感器
MLX90247型紅外線溫度傳感器是由集成電路組成并且能夠檢測很小的熱量輻射，包括熱吸收區(qū)(熱端)、硅基片(冷端)及外封裝組成?；竟ぷ髟眍愃朴谄胀ǖ臒犭娕荚?，也即吸收紅外線能量后輸出一個與溫度呈相應比例的電壓信號。有效感知-20-85℃的溫度變化范圍，視角范圍約1000C，使其可探測視角范圍內(nèi)所有物體的溫度值，距離為無窮遠。在探頭附件放置濾光片后可有效反射太陽光等其他波長的光線，大大提高了飛行中的抗干擾能力。
2、紅外傳感器設(shè)計
紅外溫度傳感器測量姿態(tài)的主要原理是根據(jù)地而與天空的溫度差來估計無人機的傾斜程度，亦即無人機的姿態(tài)信息。由于天空的溫度比地而的溫度低，在沒有干擾的情況下，2只紅外溫度傳感器反方向放置在同一水平而，其兩端感知到的視角內(nèi)的溫度值相同口。當傾斜使得左端偏向地而，右端偏向天空，這樣將測得左邊傳感器溫度遠遠高于右邊，即可計算出傾斜角度的大小。
結(jié)合紅外傳感器良好的視場角范圍并基于上述原理，設(shè)計由兩對紅外溫度傳感器組成的紅外線平衡系統(tǒng)，水平安置于機身且與機翼中心軸線成450，綜合測量無人機俯仰與橫滾信息。當飛機水平飛行時，兩對相反放置的傳感器感知到相同溫度，輸出電壓值也相同，處理器判斷此時的電壓差為基值電壓，飛行狀態(tài)為穩(wěn)定。而當飛機不穩(wěn)定飛行時，兩端感知溫度不同，輸出的電壓差也不處于基值電壓，此時電壓差值由處理器A/D轉(zhuǎn)換后進行判斷飛行姿態(tài)，進而通過向舵機輸出PWM信號做出相應的調(diào)整。
基于上述原理設(shè)計的紅外傳感器板，電路使用SV供電并由2.5V作為基準電壓，這樣傳感器水平放置輸出理論為2.5V，正傾和負傾分別向OV和SV電壓靠近。設(shè)計的紅外傳感器板通過實驗尋找出溫度與傾角間的關(guān)系，確定相應的函數(shù)模型。實驗儀器主要有水平轉(zhuǎn)臺、紅外傳感器板、萬用表等。選擇戶外開闊的場地，避免其他干擾熱源的影響，分別在不同溫度，不同時間段進行測量。將水平傳感器固定于轉(zhuǎn)臺上，測量從-900-90。范圍間，每旋轉(zhuǎn)10。記錄一次數(shù)據(jù)，由于飛機大部分處于穩(wěn)定飛行狀態(tài)，故在-500-50。范圍間，每旋轉(zhuǎn)5。記錄一次數(shù)據(jù)。由多組實驗數(shù)據(jù)，繪出散點圖并進行曲線擬合。圖中A是天陰，溫度為40C;B是天晴，溫度為60C;C是天陰，溫度為90C;D是天晴，溫度為100C。由大量數(shù)據(jù)繪成的曲線圖可看出，單對紅外傳感器其傾角與電壓存在函數(shù)關(guān)系式
三、機載實驗
為了驗證上述算法與相關(guān)理論，將紅外傳感器與傳統(tǒng)IMU一同安裝在小型固定翼無人機上進行機載飛行實驗。實驗場地選擇空曠的操場以避免地而其他熱源干擾，氣候適宜，正午晴天15℃時。其中，1#實線是紅外傳感器測量數(shù)據(jù)，2#實線是IMU所測量數(shù)據(jù)。
分別是同時段的滾轉(zhuǎn)運動曲線和俯仰運動曲線，由圖所測數(shù)據(jù)可知，前30期間飛機基本穩(wěn)定飛行，此時IMU與紅外傳感器測量數(shù)據(jù)誤差保持在10。以內(nèi);30后飛機轉(zhuǎn)彎，此時姿態(tài)發(fā)生大角度的變換，紅外傳感器所測量數(shù)據(jù)也能控制在理想范圍內(nèi);之后又繼續(xù)穩(wěn)定飛行。整個直飛、轉(zhuǎn)彎、在直飛的過程可以看出紅外傳感器均能有效感知姿態(tài)信息的變化，并且與傳統(tǒng)的IMU相比測量誤差均能滿足試飛要求。
實驗截取的是當中一段數(shù)據(jù)進行分析，在起飛和降落時，飛機發(fā)生大幅度的姿態(tài)變化，此時數(shù)據(jù)會有較大的震蕩，其余過程均在允許范圍內(nèi)。由于太陽輻射功率比地球輻射功率大數(shù)百倍，很可能會進入紅外視場，干擾紅外傳感器工作的光譜波段，這嚴重影響了紅外傳感器的正常工作。在紅外傳感器的4只紅外探頭前端分別貼上紅外濾光片，該濾光片可有效減弱可見光干擾，使得傳感器測量的姿態(tài)信息能夠更加接近真實值，使更有效地適應多種環(huán)境，實驗測量數(shù)據(jù)顯示說明該設(shè)計方案可行。
文章分析紅外傳感原理并自行設(shè)計紅外傳感器應用于無人機姿態(tài)測量方向，通過場地實驗尋找傾角與電壓關(guān)系，建立函數(shù)模型，進一步坐標變換找出測量信息與姿態(tài)角的關(guān)系。在紅外探頭前端放置濾光片有效抑制太陽干擾情況下，進行機載飛行實驗，通過與傳統(tǒng)IMU測量的姿態(tài)信息做比對驗證設(shè)計的可行性。實驗結(jié)果表明：該紅外傳感器能有效反映無人機飛行過程中的姿態(tài)信息，準確度和靈敏度均較高，對低成本無人機飛控系統(tǒng)提出了一種新的方案。
無人機技術(shù)論文篇二：《無人機技術(shù)的應用研究》
摘要：無人機在執(zhí)行任務過程中，可根據(jù)無線遠程信號的控制，實現(xiàn)對目標區(qū)域數(shù)據(jù)的獲取，為軍事戰(zhàn)略部署方面的研究提供重要數(shù)據(jù)。無人機通信技術(shù)作為有效溝通飛行器設(shè)備與地面指揮官之間的關(guān)鍵，在當前戰(zhàn)爭環(huán)境日益改變，促使該項技術(shù)不得不進行改變，以應對戰(zhàn)場中來自于電磁場的干擾。為此，筆者結(jié)合自身對相關(guān)文獻的閱讀，對當前無人機技術(shù)的應用及發(fā)展展開討論，希望為該領(lǐng)域研究做出貢獻。
關(guān)鍵詞：無人機;通信技術(shù);應用
隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，民主與自由逐漸成為了當今時代的主題。但是，恐怖分子、軍國主義等反派分子依舊存在，他們不斷給世界和平帶來巨大威脅，從而促使當代各國間對先進軍事技術(shù)的研究從為停步。無人機技術(shù)就是在這一時代背景下所誕生的重要軍事技術(shù)。通過采用身體體積較小、整體造價成本較低、便于運輸與拼接的科技無人機，可以實現(xiàn)該飛行設(shè)備在廣闊的戰(zhàn)場或者是敵方區(qū)域內(nèi)自由穿梭。隨著當代科學與信息技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機所依賴的重要地面信息控制技術(shù)也得到了不斷進步，從而極大地提升了新一代無人機的控制范圍、飛行時速以及偵測時常，給當代軍事發(fā)展帶來了巨大促進作用。無人機借助無線信號通信技術(shù)科與地面控制室保持實時的溝通，將其所獲取的數(shù)據(jù)及時進行反饋與傳遞。因此，可以發(fā)現(xiàn)，無人機技術(shù)能否得到提升，使其能夠更加準確的、高效的實現(xiàn)進行的偵測、傳遞、反饋、搜索等，都將十分依賴于無人機通信技術(shù)。并且，隨著世界戰(zhàn)場中無線信息設(shè)備使用的種類較多，容易對無人機的操作產(chǎn)生巨大影響。為此，針對這一有效聯(lián)通地面與天空的無人通信技術(shù)開展研究就十分重要與關(guān)鍵，其將影響到無人機工作的整體質(zhì)量。
一、無人機通信面臨的問題
在上一部分中，作者通過研究發(fā)現(xiàn)，無人機通信技術(shù)在無人機工作與運行當中扮演著重要的角色，并發(fā)揮著重要的作用。但是，隨著科學技術(shù)的進步，反偵測、反通信等技術(shù)的開發(fā)及戰(zhàn)場趨于復雜化的環(huán)境，給當前無人機技術(shù)帶來了巨大影響，其主要體現(xiàn)在如下兩個方面：第一，當前戰(zhàn)場中環(huán)境復雜，使用頻率信號進行反饋與控制的裝備逐漸增加，從而導致戰(zhàn)場中對設(shè)備進行合理信號分配變得較為復雜。例如：在上個世界末，美國在伊拉克所發(fā)動代號為沙漠風暴的軍事制裁行動當中，其所需求的通信信號頻率分配已經(jīng)受到了制約。當時，美國國內(nèi)可為該次行動所提供的信號頻率僅占其總數(shù)的百分之七十五，其余信號頻譜的幫助均來自于當時的北約聯(lián)盟，或者是從他國臨時租用的衛(wèi)星設(shè)備。而隨著無人機技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)各類軍事活動對無人機操控性需求的增加，促使無人機整體頻譜帶寬顯著增加，從而進一步給當代軍事區(qū)域的頻譜分配帶來了巨大壓力;第二，周邊通信信號的潛在影響。隨著當代我國家用智能電器的普及和手機等移動終端無線上網(wǎng)的發(fā)展，促使無人機在執(zhí)行任務過程當中，受到眾多無線電通信信號的影響，從而導致兩者之間的信號容易交叉、爭奪傳遞資源，對無人機的控制、信息獲取與傳遞帶來了極大不便。
二、無人機關(guān)鍵技術(shù)的應用研究
在精干、短小的無人機上搭載信號發(fā)射器本身就是一門較為復雜的科學，其還需要保持整個飛行器運作過程中的穩(wěn)定性、精確性，從而給無人機技術(shù)的開發(fā)帶來了極大挑戰(zhàn)。就目前世界范圍內(nèi)對無人機技術(shù)開發(fā)的研究而言，美國處于領(lǐng)先地位。美國軍隊中所使用的無人機通信技術(shù)相較于其他國家的技術(shù)而言，其在通信信號的帶寬、頻率等方面都有著獨特的設(shè)計，從而使其能夠在進行信息與數(shù)據(jù)流的收發(fā)過程中變得更加穩(wěn)定、靈活，并具有較強的適用性。依托上述優(yōu)勢與特點，在為無人機配備具有專業(yè)技術(shù)的操作人員后，就可基于他們的專業(yè)技術(shù)，使無人機的控制與操作人員的意志相互匹配，促使無人機能夠更高效與高質(zhì)量的投人工作當中。
在無人機開發(fā)過程中所使用的技術(shù)以通訊信息技術(shù)為中心，綜合利用了數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)中心通信技術(shù)。借助上述兩種技術(shù)，實現(xiàn)了無人機系統(tǒng)成功構(gòu)建其自身操作平臺與運行網(wǎng)絡(luò)，使地面控制室可通過指揮控制、操作管理、數(shù)據(jù)分析等方式，實現(xiàn)其所想借助無人機的動作與運行軌跡，實現(xiàn)對無人機任務的完成。針對數(shù)據(jù)鏈技術(shù)而言，其賦予了無人機數(shù)據(jù)傳遞的整個系統(tǒng)，是整個無人機正常運行與有效工作的重要保證。利用數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，在無人機上安裝傳感器、指控系統(tǒng)與武器，可促使地面操作控制室與無人機之間有效溝通的實現(xiàn)，并為整個作戰(zhàn)流程、偵測軌跡提供信息交換、信息控制的支撐，使整個無人機任務執(zhí)行過程變得更具有準確性與時效性。因此，上述系統(tǒng)在周圍偵測環(huán)境改變的影響下，其首當其沖受到外部信號源影響，應對其給予足夠關(guān)注。例如，為了有效改變其所處的現(xiàn)狀，可積極采用具有標準化格式的信息或消息、使用更加難以混淆的組網(wǎng)協(xié)議，也可進行特殊的加密保護以增強抗干擾的特定，從而使無人機技術(shù)能更加有效的應用于現(xiàn)代軍事領(lǐng)域。
針對網(wǎng)絡(luò)中心的通信技術(shù)而言，其在整個無人機任務執(zhí)行當中發(fā)揮著重要的中轉(zhuǎn)站作用。利用網(wǎng)絡(luò)中心的構(gòu)建，可實現(xiàn)對無人機傳遞信號的整理、分析與儲存，也可實現(xiàn)對信號源的兩點傳遞，從而實現(xiàn)對無人機的更佳控制，促使無人機系統(tǒng)信息的有效使用。就目前無人機所處的外部環(huán)境而言，網(wǎng)絡(luò)中心應當在容量上、穩(wěn)定性上、可靠性上等多個方面給予努力，從而減少外部因素干擾，使整個網(wǎng)絡(luò)能夠承載更多信息，并實現(xiàn)信息的有效處理。使短小精悍的無人機發(fā)揮出相較于其體積萬倍大的重要作用。
三、結(jié)語
通過上文的研究可以發(fā)現(xiàn)，無人機技術(shù)在當代軍事領(lǐng)域當中應用十分普遍，其依托現(xiàn)代通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)中心技術(shù)，實現(xiàn)整個無人機控制平臺的打造。通過為無人機安全傳感接受裝置、信號傳遞終端及動作感應裝置等，可實現(xiàn)地面與空中控制時效性的增強。借助無人機技術(shù)，可實現(xiàn)對地形資源數(shù)據(jù)的收集，也可實現(xiàn)對目標區(qū)域的偵查。但是，無人機技術(shù)也受到了軍事技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)代無線電信號使用增加的限制，使其不得不進行相應的改進。為此，作者在文中借助對無人機技術(shù)的應用研究，提出相應對策與建議，希望能為我國無人機技術(shù)發(fā)展帶來促進作用。
無人機技術(shù)論文篇三：《試談無人機航測技術(shù)的應用》
【摘 要】以生產(chǎn)項目為例，以無人機航測的技術(shù)流程為主線，介紹了無人機航測技術(shù)方面的應用分析。
【關(guān)鍵詞】無人機、航測技術(shù)
0 引言
無人機航測遙感技術(shù)是繼衛(wèi)星遙感、飛機遙感之后發(fā)展起來的一項新型航空遙感技術(shù)，在應急測繪保障、國土資源監(jiān)測、重大工程建設(shè)等方面得到廣泛應用。它是一種機動靈活、可以實現(xiàn)快速響應的一種航測技術(shù)。但也存在影像重疊度不規(guī)則、像幅小、影像傾角大、旋偏角大，影像有明顯畸變等問題，這些情況都對現(xiàn)有無人機航測技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。
本文從生產(chǎn)案例出發(fā)，以無人機航測技術(shù)為主線，對生產(chǎn)過程中無人機航測出現(xiàn)的一些問題進行了分析探討。
1 生產(chǎn)實踐
1.1主要技術(shù)依據(jù)
《無人機航攝系統(tǒng)技術(shù)要求》(CH/Z3002-2010);
《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》(CH/Z3005-2010);
《低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》(CH/Z 3003-2010);
《低空數(shù)字航空攝影外業(yè)規(guī)范》(CH/Z 3004-2010) ... ...
1.2 數(shù)據(jù)源及預處理
1.2.1 數(shù)據(jù)源
本測區(qū)選用無人機航空攝影獲取的真彩色影像，航攝面積為10平方公里。航攝儀采用Canon EOS 5DMarkⅡ，焦距為：35mm，相幅大小為：5616×3744，像元分辨率為6.41um。影像地面分辨率為0.2米。
1.2.2遙感影像預處理
無人機航空攝影采用的相機為非量測型相機，因此，在進行空中三角測量恢復影像空中姿態(tài)時，需要對相機進行像片畸變差改正。(相機畸變改正在四維公司檢校完成)
1.3 無人機航測總體作業(yè)流程
1.4無人機航空攝影
本次無人機航攝分兩個架次進行，由GPS領(lǐng)航數(shù)據(jù)計算相對飛行高度。飛行質(zhì)量和影像良好，影像清晰度高、色彩均勻、飽和度良好，能夠表達真實的地物信息，可以滿足1:2000成圖要求。
像片航向重疊度為75%，旁向重疊一般為35%-45%，旋偏角一般控制在12度以下。
1.5 像片控制測量
1.5.1 像控點精度要求
像控點對最近基礎(chǔ)控制點的平面位置中誤差不大于0.2米，高程中誤差不大于0.2米。
1.5.2 像控點布點方案
項目布點方案確定為雙模型布點，全部布設(shè)為平高點。
1.5.3 像控點測量
在像控測量之前，首先對測區(qū)內(nèi)收集到的已知控制點進行聯(lián)測，檢核控制點情況;為滿足后續(xù)像控測量，聯(lián)測已知點的同時加密了2個控制點。聯(lián)測采用GPS靜態(tài)相對定位方式施測，采用邊連式的布網(wǎng)形式。全網(wǎng)共聯(lián)測已有已知點4個，新設(shè)控制點2個，觀測時具體技術(shù)參數(shù)依據(jù)規(guī)范，像控點采用GPS實時動態(tài)定位(RTK)的方法進行測量，滿足要求。
1.6 空中三角測量
本項目采用Virtuozo工作站進行空三加密，根據(jù)航飛及影像分布情況，將空三區(qū)域分為兩個加密區(qū)域網(wǎng)采用自動與手動相結(jié)合的方式進行空三加密，即采用自動匹配進行像點量測，剔除粗差。人工調(diào)整直至連接點符合規(guī)范要求，檢查點平面中誤差為0.3米，高程中誤差為0.17米，最終加密成果符合1:2000數(shù)據(jù)采集要求。
1.7 數(shù)據(jù)采集
在空三完成后，利用空三成果進行單模型定向時我們發(fā)現(xiàn)有模型無法定向的情況，第一架次無法建立的模型有29個，占總模型數(shù)的4%。第二架次有67個無法建立的模型占總模型數(shù)的9%。主要原因為無人機航攝姿態(tài)不穩(wěn)定導致的飛行傾角、旋偏角過大，航線彎曲、像片比例不一致等現(xiàn)象都是導致單模型定向精度差的原因?？紤]到1:2000地形圖精度要求，我們提出了如下解決方案：在測圖定向超限點的周圍進行野外實測用來檢核分析數(shù)據(jù)并進行必要的修正。
1.8 項目精度報告
根據(jù)1:2000精度要求對測繪產(chǎn)品檢進行了精度的統(tǒng)計，統(tǒng)計了3幅地形圖，其中高程精度中誤差最大為0.36米，最小為0.27米，從統(tǒng)計的結(jié)果看，粗差率比較高，有的達到了5%，平面精度中誤差為0.75米。
2 結(jié) 論
(1)無人機航空攝影測量技術(shù)應用于地形圖的生產(chǎn)存在不確定性，比如，區(qū)域網(wǎng)整體加密精度評定良好，但單模型定向精度存在超限情況，在測圖過程中表現(xiàn)為測圖定向點和立體模型套合差大、接邊誤差大等，可以通過外業(yè)實測進行補充測量、驗證。
(2)利用無人機航測進行航空攝影測量時，應采用試驗區(qū)的作業(yè)方法，即在確定布點方案前選取一定面積的試驗區(qū)進行布點方案試驗，分析精度指標后確定作業(yè)方案。
(3)目前，無人機航測技術(shù)主要應用于載人飛機航測技術(shù)的補充方面，如多塊小面積、危險場所、遠離機場或沒有可供其起降場地的區(qū)域，在載人機不便或無法完成的情況下，由無人機來完成。
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3.論無人機技術(shù)在長江海事監(jiān)管中的應用論文