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高效长航时立式垂直起降固定翼无人机智能化行业应用

2019-05-15 09:11 性质:转载 来源:翔鸿
  【摘要】智慧蜂立式垂直起降固定翼无人机采用双桨设计、鸭翼布局,气动性能优异,机械结构简洁可靠,飞行效率高,便携式纯电动机型单架次续航...

  【摘要】智慧蜂立式垂直起降固定翼无人机采用双桨设计、鸭翼布局,气动性能优异,机械结构简洁可靠,飞行效率高,便携式纯电动机型单架次续航时间可达200分钟,单程230公里,遥遥领先行业水平。辅以人工智能深度学习技术的有机融合,在目标跟踪、自动识别报警、智能巡检等方面具有得天独厚的优势,为无人机智能化应用带来技术革新,极大地提高行业应用无人机自动化水平,减少人工参与,拓展了无人机在能源设施巡检、国土资源测绘警用消防侦察应急救援、军用侦察打击等领域的应用范围。

  简洁高效的便携式长航时立式垂直起降固定翼无人机

  固定翼无人机以其续航时间长、应用范围广等优势在众多行业应用中扮演着越来越重要的角色,但同时,起降不便也成为制约固定翼机型应用推广的一大短板。固定翼飞行器一般需要滑跑或利用弹射架提供一定的初始速度,降落时通过伞降或滑降也需要较大面积的开阔场地。前拉单桨飞机前方视野受阻,发生故障降落时前端螺旋桨可能构成安全隐患;后推单桨飞机手抛或弹射起飞时快速转动的螺旋桨也构成安全隐患。

  以简洁高效的方式解决固定翼机型起降受限的难题,将对固定翼无人机推广应用起着极为关键的推动作用。智慧蜂立式垂直起降固定翼无人机采用双桨设计、鸭翼布局,气动性能优异,同时具备垂直起降和高速巡航的能力,克服了以上弊端。该机型无需跑道和大面积起降空域,这种优势保证它能在山区、丛林等复杂地形和建筑物密集区域顺利作业,极大拓展了无人机在能源设施巡检、国土资源测绘、警用消防侦察、应急救援等领域的应用范围。

  该机型利用螺旋桨及两侧副翼提供四个自由度全姿态控制,机械结构简洁,通过双桨差动实现转向,转弯半径小,省却垂直控制面。两只螺旋桨分别装在主机翼两侧,平飞时螺旋桨强大的后洗气流增加机翼升力,同时提高副翼舵面控制效能,垂飞时提供有效姿态控制。

  与单桨固定翼飞机相比,双桨设计起降安全、操控实用性好,避免了前拉单桨飞机前方视野受阻、发生故障降落时前端螺旋桨带来安全隐患的问题。此外,立式垂直起降固定翼无人机机翼与机身采用可分离固定装置,机翼上按需设有不同数量的螺旋桨,两侧机翼通过增加桨与电机方式增加续航与负载能力,实现一机多用,根据负载及续航要求更换机翼即可。

  鸭翼布局配平阻力较小,具有较大的升阻比,大迎角状态时加强机翼前缘涡流,改善飞机大迎角状态失速性能,低速大迎角飞行性能好,也有利于飞机的短距起降,为无人机在各行业的应用提供更灵活的解决方案。

  智慧蜂立式垂直起降固定翼飞机具有优异的抗风性能,垂直起降时主动式风向标专利技术保证机头指向迎风方向,提高抗风性能的同时充分利用机翼升力有效降低垂直起降功耗。

  (智慧蜂立式垂直起降固定翼无人机2.1米翼展机型)

  得益于其先进的空气动力学设计,简洁高效的结构及控制技术,智慧蜂立式垂直起降固定翼无人机的作业效率远高于同级别其它种类垂直起降无人机。以2.1米翼展纯电动机型为例,巡航速度为70km/h,挂载微单相机及差分GPS(总载荷600克)续航时间可达180分钟,单架次飞行距离可达200km,与同级别其它类型垂飞固定翼续航时间60分钟相比,飞行作业效率提高3-4倍。

  智慧蜂立式垂直起降固定翼无人机采用拔插式结构设计,一分钟快速拆装、轻便易携,为野外作业提供便利条件。事实上,智慧蜂便携式纯电动立式垂直起降固定翼无人机飞行时间及作业效率可以与油电混合机型一较高下,同时避免了油动飞机结构复杂、使用不便、重量大、震动强等缺陷。

  无人机作业区域往往地形复杂,固定翼机型在山地、丘陵以及建筑物、植被密集区域受起降场地限制无法正常作业,垂直起降机型的投入为大势所趋。大多数无人机公司通过在机翼上安装四个旋翼的方式实现固定翼飞机垂直起降功能,但是这种实现方式机械结构冗余复杂,在水平飞行阶段,四个旋翼处于关闭状态,不仅增加结构重量,还带来额外飞行阻力,影响飞行姿态,飞行效率大打折扣。

  智慧蜂立式垂直起降无人机与某知名品牌复合翼垂直起降机型对比:

  翔鸿科技公司飞行实测结果显示:智慧蜂2.1米翼展电动机型负载600g续航时间长达180分钟;3.4米翼展电动机型负载1.1kg重量下,续航时间200分钟,单程距离最远250公里,达到行业领先水平,充分证明该设计简洁高效。

  智慧蜂地面站拥有简洁、易用的交互设计,实现地图、视频一体化,点击屏幕即可随意切换,通过WiFi连接长距离通讯基站,基站配备路由器可将实时视频传至远方指挥中心大屏幕。

  (视频与地图一体化,点击可随意切换)

  人工智能深度学习开创行业应用智能时代

  无人机行业应用发展方向是长航时、智能化,现有技术中固定翼无人机起降操作不便,多旋翼机型续航时间短、巡航速度低,智慧蜂立式垂直起降固定翼无人机完美结合两者优势,同时将人工智能与无人机行业应用深度结合,为警用反恐、察打一体、海事巡逻、边防巡查、管网巡线、地理测绘、森林防火环境保护、城市安防等行业应用提供操作简便且能搭载多种设备的智能化空中作业平台,完美诠释了翔鸿科技在无人机行业应用领域的智造理念,开创工业级无人机智能时代。

  近年来,利用无人机侦察巡检逐渐盛行。然而,在实际应用中,操作员通过远程视频监控突发事件容易疲劳,遥控追踪移动或静止目标如车辆电塔几乎是不可能完成的任务,因此目标图像识别自动跟踪及预警功能必不可少。然而大多数无人机企业并不具备独立开发导航控制系统与智能云台的能力,飞控与云台设备往往采用不同品牌产品进行简单集成,导航控制与视觉跟踪无法有效融合,即使云台能调整指向锁定目标,也无法实现无人机自主飞行追踪目标。导航控制地面站与云台控制及视频往往需要双屏显示及操作,实用性大大降低。

  智慧蜂无人机导航控制系统与智能云台紧密互动,云台锁定目标,估算目标位置,从而实现对静止或移动目标的持续飞行跟踪。智慧蜂地面站简洁易用,导航控制与云台视频一体化,点击屏幕即可随意切换。

  在视觉识别跟踪技术方面,行业内多采用简单的灰度对比算法,可靠性不高,目标容易丢失,更无法自动搜索识别目标。智慧蜂智能云台采用稳健的特征点匹配算法,并辅以人工智能深度学习建模,不但大大提高目标跟踪可靠性,还能无需人工干预自动识别目标并采取相应措施如取证,自动报警及对目标持续追踪。

  智慧蜂智能云台具备以下特点:

  --通过一体化屏幕实现飞行器控制、航线规划及操控任务载荷,如云台控制,视频显示及视频点击目标自动跟踪等;

  --人工智能深度学习技术的应用提高了自动化水平,自动识别感兴趣目标并自动报警;

  --云台360°旋转无死角跟踪目标,即使被暂时遮挡也能持续跟踪;

  --飞行器自动跟随目标飞行。

  基于简洁高效的立式垂直起降固定翼飞行平台,将人工智能与无人机行业应用深度结合,实现自动识别、报警、目标跟踪等功能,极大地提高了无人机应用自动化水平,为无人机实现大规模应用提供强有力的技术支撑。

  量身定制智能化行业应用解决方案

  翔鸿科技在无人机导航控制、图像识别、全系统设计集成等方面拥有多年的积淀,为无人机产品技术的持续研发及行业应用的不断完善提供坚实后盾。“灵活定制、随需而变”的研发理念是翔鸿科技对无人机行业应用的极致诠释,公司依托独立自主的核心技术研发实力为行业用户提供差异化定制服务。翔鸿科技将继续致力于引领技术革新,探索发掘无人机行业应用领域。

  地理测绘

  智慧蜂立式垂直起降固定翼无人机采用拔插式设计,拆装便捷、轻便易携,适合在偏远地区、复杂地势下作业。2.1米翼展便携式机型单架次飞行时间可达180分钟,航程可超过200公里。行业内2米翼展同级别固定翼无人机续航时间普遍在60分钟以下,除去起降与飞抵作业区所耗时间,实际航拍作业飞行时间长达同级别垂飞固定翼无人机的3-4倍,同时超长航时便于选择远离作业区的合适场地起降,大大提高作业效率。

  可以按照任务需求安装多种正射影像高清相机,及定制倾斜摄影五拼相机。

  管网巡检

  无人机搭载智能云台,视觉定位辅助沿管线实时巡检,通过深度学习建模对管线破损、占压、塌方、漏油等异常情况进行自动识别报警;无人机搭载激光探测仪沿天然气管道巡检,通过接收泄漏气团反射回的微量激光测量甲烷气体的积分吸收浓度,并在地面站进行实时报警。

  (天然气泄漏检测 地面站警示功能)

  军用察打一体

  立式垂直起降固定翼无人机配备智能双光云台,可从载体舰船或移动基站垂直起降,自动识别追踪可疑目标并进行预警,利用深度学习技术建立目标模型,自动区分目标种类,识别目标薄弱环节(如坦克车履带、汽车车窗等),必要时实施精准打击。

  

  环境监测

  立式垂直起降固定翼无人机挂载气体传感器对辖区大气环境进行自动巡航监测,实时建立大气环境质量模型,了解区域环境质量,分析污染物扩散趋势,在时间和空间尺度上准确描述各种污染物的迁移、输送、转化等变化特征,分析工业区、住宅区、道路污染源,为大气污染防治提供决策依据。

  林火巡查

  无人机搭载可见光+红外一体化智能云台对目标林区环境进行自动判读识别,自动探测环境热源,检测到火情后可实时流畅的回传高清录像及红外成像,同时自动发送精准位置信息并预警。系统经过训练建立模型,可自动分辨火苗、烟雾与山间林雾,有效预警火情。

  城市管理

  在城市管理巡查应用中,立式垂直起降固定翼无人机搭载智能云台对监测区域进行自动巡检,通过人工智能自动识别疑似违建、私设大型户外广告牌、违规自建施工、建材堆放、脚手架等情况并拍照取证,同时能够在地面站进行预警提示,便于管理人员及时对异常状况进行确认与处理。

  野生动物保护

  立式垂直起降固定翼无人机搭载智能云台在目标区域内自动巡查,系统可建立动物模型,识别不同动物种类及数量,建立物种档案数据库,计算分析物种的分布、迁徙及繁衍等变化信息。无人机系统在巡检时对非法狩猎等情况可进行自动预警和巡护人员调度。针对安装有卫星定位跟踪的物种个体,可根据其坐标信息制定航线进行追踪监控。

  交通管制

  无人机搭载智能云台巡查重要交通路段,对异常车辆行驶轨迹、非法占道、超速等进行行为分析、自动识别报警,并对可疑车辆进行拍照取证、定位追踪。通过连接公安交警大数据,对车主进行警告,必要时调动该路段范围内的警员力量对违规车辆实施紧急拦截,以避免重大交通事故的发生。

关于翔鸿电子科技有限公司进入企业商铺
  临沂高新区翔鸿电子科技有限公司专业从事无人机系统开发与集成,自主研发了工业级导航控制系统等无人机核心技术,具备了小型无人机系统从整体设计研发、验证到生产与系统集成的综合能力。公司依托核心竞争力,开发出各类有自主飞行能力的智能化无人机系统,为军、警、民用等行业提供工业级别的无人机定制、集成服务和项目支持。
  翔鸿科技一直秉承“诚信负责、锐意进取、力造品质、追求卓越”4大核心价值观,以最优异的产品性价比和一站式服务赢得高端客户的广泛认可。企业将致力于参与促进军警、科研、高校及企事业单位的在无人机系统领域的开发与建设。
  翔鸿科技,智引未来。
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