论文投稿百科

无人物流论文研究

发布时间:2024-07-03 02:28:06

无人物流论文研究

无人机城市物流配送路线规划优化理论与方法是目前比较尖端的一个理论,他的理论是让无人机能正常的配送,他的方法是给无人机制定新的路线。

近年来,国外无人机物流配送的发展呈现出越来越快的趋势。以下是一些主要国家的现状:1. 美国:美国联邦航空管理局(FAA)已批准数百家公司进行商务无人机测试,包括实验室药品、医疗用具和邮件投递等。2. 英国:英国皇家邮政服务已启动无人机测试计划,计划在未来几年内为远离城市的农村地区提供服务。3. 中国:中国的无人机物流配送市场已经开始蓬勃发展。阿里巴巴和京东等大型电商企业已经开始试点无人机物流配送服务。4. 日本:日本的物流企业SAGAWA已经推出了一款名为"前进号"的无人机配送服务,可以将包裹送达到不便于传统物流配送的地区。综上所述,未来几年,随着技术的不断提高和监管政策的逐步放开,无人机物流配送有望成为国外物流市场的一大趋势。

《无人机城市物流配送路线规划优化理论与方法》是由张树南,郭雪松和刘国胜在2016年出版的一本书。它提供了关于无人机配送路线规划优化的有用技术和实践方法。

无人机城市物流配送路线规划优化理论与方法如下,首先需要扩大配送的路线,以提高利润,同时要控制成本,以达到优化的理论和方法。

无人化研究论文

关于智能技术在变电站中应用探究论文

在日复一日的学习、工作生活中,大家一定都接触过论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。写起论文来就毫无头绪?以下是我帮大家整理的智能技术在变电站中应用探究论文,仅供参考,大家一起来看看吧。

随着科技的不断创新、改革,当前电力企业当中,智能技术有了突飞猛进的发展,具备智能化、集成化、标准化等特点。智能技术在变电站中的应用非常广泛,能够应用在设备层面、间隔层面以及站控层面,智能技术的合理应用不仅能够降低变电站对人工的依赖性,还能够显著提升变电站数据的收集、数据正常性判断的准确性等。本文主要分析变电站中智能技术的应用。

近些年,智能化技术在不断的创新,越来越多的先进技术在各个行业当中逐渐普及。智能技术在当前已经较为成熟,在工业产业当中,智能技术本质上就是代替人工进行一些分析、操作。相关研究报道,合理应用新型设备、自动化设备、电子计算机、新技术以及新工艺等智能技术能够显著改善电力行业的经济价值,能够达成高效、高产、低能耗以及低成本的企业目标。

1、智能技术在变电站的使用现状

我国当前主要的枢纽性变电站数量大约有1000座左右,其中大部分已经基本实现自动化管理、运作。智能技术在其中有着较多的使用,并且取得的经济效益十分是显著。采用先进的智能数据整理、收集与对比系统,能够给予变电站非常多的自动化、智能化功能。在新型变电站中,主要有全部分散、局部分散以及集中配屏等多种模式,智能系统在多个模式当中具备的功能大致相同,具备基本的监控功能、保护、防误操作、事故紧急修复、经济运维处理、设备实施管理等等。传统变电站与智能技术变电站而言其体系结构全然不同,其信息的交替效率也有所不同。想要将传统变电站全面改造成为智能化变电站,在技术上、安全性上以及造价成本等方面都有相当的难度。对此,智能技术应用在变电站中的优化工作重点应当是新变电站的建设方面。

我国终端站以及受控站的数量大约有1万左右,其因为人力资源以及资金等方面的限制,当前还无法真正、全面的实现智能化。在当前,新建变电站已经能够全面完成智能化管理。而对于常规变电站而言,变电站的无人化、自动化问题仍是问题解决重点。在未来的工作中,应当尽量将变电站向无人值班转变。对此,就需要电气设备具备更加强大的自动控制功能和更高的安全性。

2、智能技术在变电站当中的应用

引入控制端

引入计算机终端,促使变电站具备自动化控制功能。计算机终端系统能够按照实际的要求检测变电站的电能转变、运输等情况,判断运输电力时的电压、时间等情况,从而判断故障的发生。此外,计算机终端还能够通过数据的实时监控,实现自动化控制的功能,从而降低突发事件所引发的变电站故障,从而提升供电的可靠性。

分级控制技术

基于电力安全运输、管理的要求所创造的分级式控制技术,在站控层、间隔层以及设备层等方面实现了基本相对应的分级控制模式,这不仅能够显著的降低中央处理设备的负荷,还能够促使设备体现较高的使用效率,从而实现集中式控制,并且消除潜在的安全风险。

光纤技术的应用以及电力装置的集成性

智能变电站能够借助光纤技术完成变电站与变电站之间的各个控制层局域网管理目的,在控制中心可以分别对站控层、间隔层以及设备层的实时信息,实现自动传播信息。与此同时,局域网当中的控制层能够借助光纤技术更加稳定、可靠的传输各类数据。电力装置的集成性配合光纤技术能够将电力装置的所有运行参数进行集成化传输、管理,从而节约数据收集的时间,节约设备的维护繁琐性。

实现全局或局部智能控制

智能设备在变电站当中的合理使用能够基本满足智能化控制的需求。通过对变电站各级设备的优化控制,能够完成电流闭锁装置、电流互感器以及控制柜等设备的智能化管控,从而实现设备半自动、全自动化管理。

智能技术在变电站中的突出应用

智能技术在变电站当中的应用能够促使变电站实现高压配电设备具备智能化,完成小范围内的智能化电网建设工作。基于智能传感器的实时监控能力,监控电力设备的运行状况,并根据监控结果进行实时的调整、控制。智能技术在变电站中能够使一次变电设备实现一体化控制、检测。对于高压设备的断路器实现一体化设计,从而实现一体化管理的目的。

智能技术在变电站中基于计算机终端,通过站控系统便可以实现全面的设备检测,并可以按照实际需求不断的完成电力设备运行数据的实时监测以及各类型智能变电装置的工作信号的监控,检测变电站的输出、输入状态。智能技术在变电站当中大量应用,能够极大程度的控制无效数据的采集量,并提升变电站的整体监控效率。

采用先进的数据采集智能系统,能够促使智能变电站具备相当庞大的信息收集能力。基于先进的数据处理技术,智能变电站便具有非常显著的信息处理效果。借鉴在线处理技术以及数据库模型技术,智能变电站能够具备基本的故障诊断能力以及状态监测能力,工作人员需要将变电站内部的设备正常工作状态时的特性、参数输入到数据库当中,系统便可以根据输入的参数、特性与当前检测到的数据是否一致来判定变电站是否处于正常工作状态,并在协议允许范围之内进行自主整改、调整,能够在一定周期之内完成变电站基本设备的实时工作状态监测、评估以及上报等工作。

3、总结

综上所述,智能技术在变电站当中的巧妙应用,不仅能够降低工作的复杂性、繁琐性,还能够极大程度的提升变电站的自动化程度,对于变电站而言有着极其重要的意义。电力企业的创新必然需要依靠智能技术,通过改善智能技术优化电力企业变电站的运维质量,从而实现智能化发展。

摘要

随着科技的发展,社会的进步,国家电网快速发展,智能变电站的建设也越来越多,智能变电站由智能设备和智能高级应用两个特征,具有多信息融合,智能化监控设备状态、智能化变电站防误闭锁等高级功能。智能变电站的普及为实现我国变电站的自动化运行和管理会带来深远的影响,具有重大的技术和经济意义。

【关键词】智能变电站防误

智能化变电站由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)以及网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建,它建立在IEC61850标准和通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站为采用先进、可靠、集成、低碳、环保智能设备,并以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,采用自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,能够实现变电站运行操作自动化、变电站信息共享化、变电站分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。智能变电站体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化的特征。

1、智能变电站的智能特征

智能变电站是与传统电网相对而言的一种新型电网,其智能主要包含智能设备和智能高级应用在两个方面。

智能变电站的智能设备

智能变电站的智能设备由一次设备和智能组件有机结合而成,智能变电站系统由过程层、间隔层和站控层3层组成,

智能变电站的过程层由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端组成,能够完成变电站电能的分配、变换、传输、测量、控制、保护、计量以及状态监测等相关的功能。

智能变电站的间隔层设备一般由继电保护装置、测控装置、故障录波等二次设备构成,能够实现使用一个间隔的数据并作用于该一次设备的功能,即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。

智能变电站的站控层功能高度集中,能够在一台计算机或嵌入式装置中实现,同时也可在多台计算机或者嵌入式装置中实现。它主要由自动化系统、站域控制系统、通信系统、对时系统等子系统构成,能够实现面向全站或者一个以上一次设备的测量和控制功能,能够完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

智能变电站的智能高级应用

智能变电站的智能是与传统的变电站相对而言,传统的变电站大都也实现了自动化控制,但是这种自动化是被动式的,与现在意义上的智能变电站是有区别与差异的。智能变电站具有良好的互动功能,可以与调度机构友好互动,其采集数据信息量非常大,全景采集,经站内信息一体化平台和电站自动化系统高级应用模块,来对数据进行初步的挖掘、分析,以便实现智能告警、顺序控制、设备状态可视化、事故综合分析决策等智能功能

2、 多信息融合,智能化监控设备状态功能

智能变电站采用信息融合(数据融合)技术对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化。多信息融合技术能够从多视角进行处理及综合,可以得到各种信息的内在联系和规律。智能变电站现在已经实现了广泛的在线监测,可有效获取电网运行状态数据,掌握各种智能电子装置的故障动作信息及信号同路状态。而状态监测与诊断系统的有机结合,可以对变电站设备进行综合故障诊断:根据获得的被监测设备状态数据,利用多信息融合技术、结合被监测设备的结构特性和参数对设备进行综合故障诊断,结合其运行历史状态记录以及环境因素,对被监测设备工作状态和剩余寿命做出科学、合理的正确评估,以减少故障,确保设备安全、稳定运行。

3、智能化变电站防误闭锁功能

智能化变电站防误闭锁系统根据IEC61850标准三层架构体系构建,分为站控层防误主机、间隔层智能防误装置、过程层智能闭锁单元、机械和电气锁具、闭锁附件,及电脑钥匙等部分。其中防误主机、智能防误装置层以及智能闭锁单元之间所采用的均为IEC61850规范完成变电站内各种操作的防误闭锁,能够有效实现智能变电站防误闭锁的强制性和全面性要求,同时实现与监控系统站内模型信息共享,监控系统与防误闭锁系统信息交互免配置等功能。其主要功能特点如下:

标准统一、信息共享

智能化变电站各设备及系统之间数据采用统一的IEC61850标准进行交互,为防误闭锁装置和自动化装置互联与互操作性提供了技术上的支持,所以两者之间的数据能够好的进行交互访问,能够在误闭锁装置独立的基础上实现信息统一和共享。

全面防控、强制闭锁

智能化变电站系统根据IEC61850标准三层架构体系构建,能对五防主机和监控系统提供设备操作的所有五防功能,实现了间隔层防误。同时,为了防止过程层网络GOOSE报文错误或者监控系统未经防误系统解锁直接操作智能电动开关设备而可能导致的误操作,在过程层上设置智能闭锁单元,能够实现防误闭锁的强制性要求,智能闭锁单元同时支持就地操作时使用电能钥匙对其进行解闭锁操作功能。

顺控操作

顺控操作由间隔层智能防误闭锁装置和监控系统配合完成,顺序控制操作方式是指通过监控中心的计算机监控系统下达操作任务,再由计算机系统独立地按顺序分步骤地实现操作任务。按防误操作方式可分为:远、近控均采用逻辑防误加本间隔电气节点防误。智能防误闭锁装置具有良好的开放性以及互操作性,融合了从权限管理、唯一操作权限管理、模拟预演、实时逻辑判定、闭锁元件五个方面,能够完整的实现对设备操作的防误功能,最大限度地实现防误功能。

智能变电站是智能电网的重要基础和支撑,同时是变电站建设和发展的方向,我们要结合我国智能电网发展的情况,充分发挥智能变电站的功能,做好我国智能变电站的建设工作,为促进我国电网向自动化、信息化发展做出应有的贡献。

参考文献

[1]苏鹏声,王欢.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[]J.电力系统自动化,2003,27(l):61-65.

[2]王璐,王鹏.电气设备在线监测与状态检修技术[]J.现代电力,2002,19(5):40-45.

[3]严璋.电力设备绝缘的状态维修[A].电力设备状态检修和在线监测论文集[C].2001.

作者简介

董德永(1981-),男,现为国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司工程师。研究方向为高电压电气设备绝缘。

作者单位

国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司辽宁省辽阳市111000

摘要:介绍智能变电站的涵义、结构、应用,分析其关键技术并提出智能变电站的一些应用。智能化变电站是在数字化变电站的基础上,根据标准的通信协议体系,考虑到智能电网中分布式电源的大量接入和与用户的互动性要求,应用数字化测量等智能技术构建的智能电网枢纽;智能变电站建设是智能电网发展的基础。

关键词:智能变电站技术功能

中图分类号:TM76文献标识码:A文章编号:1007—3973(2012)009—042—02

1、引言

目前,国家电网公司正在大力推广智能电网的建设,作为智能电网的一个重要组成部分智能变电站正在越来越称为今后电网建设的主流,虽然关于智能变电站的相关技术、规范还处于不断的改进、修订过程中,智能变电站在实际工程中的应用已经在不断的扩大,技术、经验也已经不断的成熟。下面我们对智能变电站的一些技术、功能等方面作一简单介绍。

2、智能变电站的涵义

目前,广为认可的对智能变电站的定义是“采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站”。

3、智能变电站的结构

智能变电站内的设备

智能变电站内的设备按照功能的不同可分为三大类(有时常被称为三层):

过程层:主要指一次设备,变压器、断路器、互感器、刀闸等;

间隔层:主要指二次设备,保护装置、测控装置、在线监测装置、自动装置等;

站控层:基于计算机主机的后台系统、监控系统、远动、视频安防。

智能变电站与传统变电站的区别

智能变电站与传统变电站相比一个很大的区别在于:二次设备和一次设备的功能重新定位,并且一次设备的智能化改变了传统变电站中继电保护设备的结构。

其中,一次设备的变化主要体现在一次设备的智能化:

(1)互感器方面的变化。由电子式互感器取代以前的常规互感器,这里包括电流、电压互感器。AD变换装置移入电子式互感器,并配备高速数据接口。(2)开关方面的变化。由智能化开关取代以前的常规开关,开关量输出DO、输入DI移入智能化开关,保护装置发布命令,由一次设备的执行器来执行操作。表1为常规互感器与电子式互感器优缺点的比较。

电子式互感器就其结构原理分为有源式和无源式两种类型,目前广为采用的是有源式结构。

从电压等级上区分,大体上也分为两种:

(1)110kV及以上采用数字输出的电子式互感器,需要合并单元;

(2)10kV、35kV采用模拟输出电子式互感器直接接入就地四合一智能单元。与电子式互感器配合使用的设备被称为“合并单元”,它是实现电子式互感器与二次设备接口的关键装置。它的作用主要有以下几个方面:

1)数据合并:合并单元同时接收并处理三相电流和电压信号,并按照IEC60044—8或IEC61850—9—2格式输出;单间隔内IEC61850—9传输,跨间隔60044—8/FT3传输;

2)数据同步:合并单元实现独立采样的三相电路和电压的信号同步;

3)信号分配:智能二次设备从合并单元获取一次电流电压信息;

4)激光供能(户外支柱式电流互感器);

5)完善的自检功能,如CT断线等。目前,真正意义上的智能开关还未得到广泛的生产及应用,在实际中应用较多的是在传统开关上,安装智能装置,提供开关量输出DO、输入DI,接收保护装置发出的命令,由一次设备的执行器来执行操作。实现此功能的设备被称为“智能终端”,通过它实现输出DO、输入DI信号的光电转化。

它的作用主要有以下几个方面:

a)给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口,接入GOOSE网络和MMS网络;

b)在开关端子箱安装智能终端:对刀闸等进行状态采集和控制,就地操作箱功能;

c)在变压器端子箱安装智能终端,实现变压器测控功能:采集温度、档位、非电量、中性点地刀等状态,控制风扇和档位。

可见,目前被广泛使用的“智能开关”是由一个“传统开关”,一个“合并单元”以及一个“智能终端”组成的集合体。它所实现的功能已经基本具备了真正意义上的“智能开关”的一些常用的功能了。

在电子式互感器进行采样时,涉及到同步的问题,即需要使相关的几种设备之间传输、交换的数据达到相对的同步。这有点类似于传统变电站保护测控装置中的所使用的GPS对时功能。

在这里我们采用的是在过程层构建独立的采样同步网,这里我们采用了IEEE1588精密对时协议,它的优点主要体现在以下几个方面:

(1)硬件对时精度在ns级别,满足计量需要;

(2)与数据网络合一,减少了故障点,增加了系统的可靠性;

(3)支持绝对时间;

(4)光纤纵差保护可以借助硬件1588实现与合并单元的同步;

(5)软件1588可以实现事件“打时标”的要求。

说到信息通信,我们不得不提到GOOSE网络,它与传统变电站中的通信网络系统相比有以下几个特点:

(1)GOOSE(面向通用对象的变电站事件)以快速的'以太网组播报文传输为基础,代替了传统的智能电子设备(IED)硬接线的通信方式,为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法;

(2)GOOSE服务支持由数据集组成的公共数据的交换,主要用于保护跳闸、断路器位置、联锁信息等实时性要求高的数据传输;

(3)GOOSE服务的信息交换基于发布/订阅机制基础上,同一GOOSE网中的任一智能电子设备,既可以作为订阅端接收数据,也可以作为发布端为其他设备提供数据。这样可以使得设备之间通信数据的增加和更改变得更加容易实现。

可以说,引入了GOOSE通信技术后,变电站内的信息通信系统变得更加强大了。

目前,对一次设备进行智能化改进,主要包括:断路器智能化、变压器智能化。

其中,断路器智能化方案包括:

(1)研制功能合一化的智能组件装置;

(2)合并单元+开关控制器合一的智能组件;

(3)保护+测控+开关控制器+合并单元,四方面功能合一的智能组件;

(4)监测功能组主IED;

(5)优化检测设备传感器的配置;

(6)一体化设计智能组件与机构,简化回路;

(7)使用软件联锁替代硬件联锁;

(8)研制机构控制器;

(9)简化断路器和刀闸机构;

(10)从机构到智能组件柜实现光纤替代电缆;

(11)用自动控制替代手动控制。

同时,当以GIS设备为代表的等设备的智能化方案中,GIS智能组建柜内包括:主IED、断路器机械特性在线控制IED、局部放电IED、SF6密度及微水监测IED、避雷器在线监测IED、智能终端、合并单元。

现在普遍使用的变压器智能化方案,主要是采用“传统的变压器+智能终端”的方法,实现以下几个方面:

(1)现阶段智能终端已实现的功能;

(2)档位上传与控制;

(3)中性点地刀控制;

(4)非电量及其他信号测量;

(5)主变温度等测量;

(6)冷却控制。

变压器智能组件柜内包括:主IED、控制测量IED、冷却控制IED、局放监测IED、油中气体在线监测IED、分接开关监测IED、套管在线监测IED、非电量保护、合并单元、本体保护。

保护与控制系统和传统保护控制设备的主要区别:

(1)接口。传统保护只需支持传统的5A/100V的模拟量接口,数字化保护需支持GOOSE和SV点对点模式、组网模式等多种接口,接口方式多样。(2)通讯规约。传统保护为103规约,数字化保护需支持IEC61850规约。

4智能变电站的智能高级应用

智能变电站系统除具备以上最基本的应用功能外,还包括以下方面的高级应用功能。

一体化信息平台

在实现传统综自变电站当地监控功能的基础上,利用一体化信息平台,对变电站的全景数据进行综合分析和应用,以实现支持电网的安全优化运行。一体化信息平台的主要功能包括:

(1)实时自动控制;

(2)智能调节;

(3)在线分析决策;

(4)协同互动;

(5)其他高级功能。

从而提高运行管理的自动化程度,减少系统的维护工作量,减轻变电站和调控运行人员的劳动强度。

图形化的配置工具与源端维护

其中,“源端维护”是指利用SCD文件直接生成一体化信息平台的数据库,图形可导出为SVG格式供远端系统使用,从SCD文件导出变电站一次设备连接的拓扑关系,并且从SCD文件导出符合IEC61970标准的CIM模型。

智能告警及分析决策

在目前的变电站监控系统中,告警的方式比较单一,功能也比较有限,基本上信息按照时间顺序全部显示,未作筛选和推理判断处理。一旦发生事故后,信息多,值班人员很难从大量的信息中获取到重要告警信息,影响对事故的正确判断。因此,智能告警与分析决策能够实现:分类告警、信息过滤、在线实时分析和推理变电站运行状态、自动报告变电站异常并提出处理指导等功能。

智能视频

可以实现视频系统与监控系统联动。

(1)正常遥控时。操作人员点击主接线图面上的设备进行遥控时,视频系统能够通过调度编号等信息定位显示设备现场画面,并且在监控机上显示现场的视频。

(2)事故异常时。当发生事故导致站内设备动作时,视频系统能够通过事故总和SOE告警信息主动推出动作设备的现场视频。

此功能需遥视设备厂商与监控系统厂商合作进行。

设备在线监测

采集主要一次设备(变压器、断路器等)的状态信息,进行状态可视化展示并发送到上级系统,为实现优化电网运行和设备运行管理提供基础数据支撑。

采集的数据主要包括:

一体化在线五防

(1)五防规则在监控系统统一制定,在监控系统实现防误闭锁功能;

(2)五防规则由监控系统传递到间隔层测控装置,取消传统电脑钥匙,遥控回路采用硬接点闭锁;对于手动操作设备采用在线式锁具闭锁。

此功能需五防设备厂商与监控系统厂商合作进行。

程序化顺控

(1)可接收和执行调度/集控中心和本地后台系统发出的控制命令,经安全校核正确后,自动完成相关运行方式变化要求的设备控制,具备投退保护软压板功能,具备急停功能,可在站内和远端实现可视化操作。

(2)在顺控控制过程中,变电站可以及时向调度/集控中心反馈执行过程的信息,如当前执行步骤、遥控超时、逻辑闭锁等,以便远端系统能更全面的掌控。

5、结语

智能化变电站是数字化变电站的升级和发展,在数字化变电站的基础上,结合智能电网的需求,对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。智能化变电站的相关技术及应用正在不断的成熟与积累经验的过程中,相信在不久的将来,智能化变电站的相关技术将越来越成熟、完善,能够为我国电网的建设、运行提供越来越多的帮助。

参考文献:

[1]冯军.智能变电站原理及测试技术[M].北京:中国电力出版社,2011.

[2]钟连宏,梁异先.智能变电站技术与应用[M].中国电力出版社,2010.

[3]周裕厚.智能化变电所—专业技能入门与精通[M].北京:机械工业出版社,2010.

[4]国家电网公司.智能变电站继电保护技术规范[S].

[5]包红旗.HGIS与数字化变电站[M].北京:中国电力出版社出版,2009.

一、通信领域:因为是无人驾驶飞机,所以必须要通过信号远程遥控指挥,这对信号的传输质量、效率、保密性、稳定性等是极大的考验,尤其是在复杂的地形、天气情况下。二、优点:1,人员安全,由军人在后方进行远程遥控,即使出现坠机、被击落等情况也没有人员损失,这对当前越来越重视人权及爱好和平的百姓来说是更能接受的事。2,经济性,历来飞行员培训都是极耗资源的,即使是军事大国的飞行员也是很宝贵的财富,失去一位都是很大的损失,再加上抚恤金,所以一些极危险的任务,如果可以用无人机完成自然更好。3,避免飞行员被俘虏,尤其是喜欢全球干涉的国家,如果飞机出现意外或者被击落前飞行员跳伞落入敌区,那么很有可能被俘,后续的营救、谈判等一系列问题会让政府和军方很头疼。4,性能可发挥性更高,没有驾驶员就不用再考虑驾驶员的承受能力,比如加速度、氧气、温度等条件,摆脱这些因素,无人机可发挥性就更高。三、缺点:1,远程操控信号受限于地形、气候、距离等条件,有一定的隐患。甚至敌方会有意屏蔽信号,以此设法击落或者捕获无人机,这不是没发生过。2,远程控制毕竟比不了直接在战机里驾驶,在灵活性上要想和普通战斗机比还是有一定差距的。3,受限于技术,无人机在复杂环境下自由起降、作战有难度,另外由于政治、人文等问题,普通战机无人化难以做到,也就是说无人机很难做到普通战机那样大小,而不够大,就意味着载弹量小、攻击力弱的缺点

最多追加100好吧,怎么都喜欢人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。

无人装备研究论文

以便发现犯罪嫌疑人、寻找失踪人员或者监测某些活动。

  • 监测和巡逻:警用无人机可以巡逻城市、边境、海岸线等区域,监测交通违法行为、开展反恐防暴等任务。

  • 通讯和支援:警用无人机可以提供通讯支援,例如在灾难现场搭建通讯网络、支援警方指挥中心等。

  • 侦察和侦查:警用无人机可以搭载雷达、毒气检测器等设备,用于侦察和侦查犯罪活动,例如贩毒、恐怖袭击等。

  • 应急救援:警用无人机可以在应急救援中提供支援,例如在地震、泥石流等灾害中搜救失踪人员、监测受灾情况等。

  • 空中追逃:警用无人机可以在追逃中提供支援,例如利用无人机快速搜寻嫌疑人逃跑路线等。

  • 以上是一些常见的警用无人机任务要求,不同地区和不同任务的具体要求可能会有所不同。

    警用无人机的任务通常包括以下要求:

    浅谈多旋翼无人机任务系统的优秀论文

    前言: 随着无人机产品的不断增加,市场之间的竞争力,也逐渐的提升,对此本项目研究出了更适合于工业控制、自动化装备等领域产品的多旋翼无人机,产品不仅定位合理,同时与其他产品存在一定的差异,该任务系统,是指先进智能装备数据链的无人多旋翼任务,存在较高的能量利用效率、载荷运输性能,是其它无人机产品,在技术方面不能相比的;制定合理的市场规划,会给企业带来一定的经济效益。

    1 多旋翼无人机定义概述

    我们常称无人飞行载具,为无人飞机系统,主要是利用无线电智能遥控设备,以及自带的控制程序装置,对于不载人的飞机进行操控。其中广义的无人机,包括狭义无人机以及航模。

    多旋翼飞行器,主要由动力系统、主体、控制系统组成,动力系统包括电机、动力、电子调速器、桨;主体部分包括机架、脚架、云台;控制系统包括由遥控接收器、遥控组成的手动控制;地面站,以及由主控、GPS、IMU、电子陀螺、LED显示屏组成的飞行控制器。其中四旋翼,是一种4输入6输出的欠驱动系统;通过PID、,鲁棒、模糊、非线性、自适应神经网络控制。近年来,对于系统的控制功能的研究趋势,为大荷载、自主飞行、智能传感器技术、自主控制技术、多机编队协同控制技术、微小型化等方向。其中一些关键技术为,数学模型的建立、能源供给系统、飞行控制算法、自主导航智能飞行。

    2 控制系统改进发展阶段

    多旋翼无人飞行器的控制系统,最初是由惯性导航系统,借助了微机电系统技术,形成了EMES惯性导航系统;经过对于EMES去噪声的研究,有效的降低了其传感器数据噪音的问题,最后经过等速度单片机、非线性系统结构的研究、应用,最终在2005年,制作出了性能相对稳定的多旋翼无人机自动控制飞行器。对其飞行器的评价,可从安全性、负载、灵活性、维护、扩展性、稳定性几方面要素进行分析。具有体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性强、多空间平台使用、垂直起降,以及飞行高度不高、机动强、执行任务能力强的特点;在结构方面,不仅安全性高、易于拆卸维护、螺旋桨小、成本低、灵活控制的特点。

    3 技术原理

    系统组成

    无人多旋翼任务系统,总体技术方案框图如图1所示;如图所示,无人多旋翼任务系统,由无人机、地面工作站构成。无人机,由多旋翼无人机、任务载荷组成;地面工作站,由数据链通信单元、工业控制电脑、飞行控制摇杆等组成。

    系统技术原理

    多旋翼无人机,通过对于螺旋桨微调的推力,实现稳定的飞行姿态控制、维持。经过上述,对于多旋翼无人机、常规直升机、固定翼飞机的对比,可以明显的看出,多旋翼无人机,在任务飞行方面,具有多能量的优势,从而更好的执行完成飞行任务,改善了飞行姿态维持,消耗大量能量的缺陷,从而更好的保证了其能量利用率,直接产生续航时间、载荷运输性能的提升;在结构方面,做了大量的简化,省去了传动机构,使其运行噪音、故障概率、维护成本大大的降低。

    无人机,与地面工作站之间的通信,通过设备数据链实现连接,起到通信中介的作用,同好也是无人机、地面工作站之间,实现地空信息交换的重要桥梁环节。以往无人机,对于地空信息的转换连接,只是普通的点对点通信,收到信号传输距离的影响,性能发挥受到严重的影响,只能实现一些简单遥控数据信号的传输。

    但是本项目,对于无人多旋翼任务系统的研究,是通过数据链协议MAVLink的研究后,将其合理的嵌入到控制核心、地面数据链的ARM平台中,有效的改善了以往低空信息传输环节存在的问题,将其遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这五遥很好的进行了统一,保证了通信之间的无障碍,从根本上解决了无人机和地面工作站的数据通信问题。其中涉及到的.五遥;其中遥测,是指对于远方的电压、电流、功率、压力、温度等模拟量进行测量;其中遥信,是指对于远方的电气开关、设备,以及机械设备的工作、运行等状态进行监视;遥控,是指对于远方电气设备、电气机械化装置工作状态的控制、保护;遥调,是指对于远方所控设备的工作参数、标准流程等进行设定、调整;遥视,是指对于远方设备的安全运行状态的监视、记录。

    传统的无人机,在飞行时需要通过人工对于遥控器的操作,对其飞行姿态进行的控制,体现出其自动程序的不完善,功能单调等缺陷。但是本项目对于无人机的研究,在地面工作站,通过飞行任务规划软件的配套,有效的改善了以往功能单一的缺点,直接增加了其功能性。其中飞行任务规划软件,具备GoogleMap高速API接口,实现对于无人机飞行航线,在三维地图上的简易规划,同时也能对其航线进行启动,使其实现自动巡航、执行飞行任务、返航等操作。

    4 技术关键点及创新点

    技术关键点:

    地空信息的的数据通信。

    先进智能装备数据链协议MAVLink的应用,能够对其所有数据进行有效的整合,并全部归纳在数据链路中,整合五遥操作,有效的降低了多种通信制式、通信模块存在等方面的问题,提高了通信效率,保证了通讯功能得以有效发挥。

    解决飞行姿态操控问题

    嵌入式操作系统,在ARM处理器平台上的应用,加上陀螺仪等传感器、卡尔曼滤波等先进算法,从而更好的保证了控制系统的功能增加,除此之外,不仅实现了无人操作飞行,在飞行操纵方面,也有效的降低了能耗,增加了能量利用率。

    在工业控制领域应用的扩展

    本项目以同一载具+多种载荷的建设、研究思路,针对于型号相同的多旋翼飞行器,设计一样的数据、电气、机械接口的任务载荷,实现快速更换载荷,使其飞行任务之间,能够良好、稳定的切换、衔接,保证该系统的实用性,同时也减少了任务执行的成本。

    增强地面工作站功能

    通过C/S架构、C#语言、.net平台、三维GoogleMap、SQL数据库,以及地面任务规划软件、分析数据分析软件,从而更好的增强地面工作站的功能,以及自动化、智能化的程度,更好的为用户操作,带来更多的便利。

    项目的技术创新性

    在无人机、地面站,在植入数据链MAVLink的同时,加强整体系统功能的改进,有效的实现了五遥的综合统一。

    卡尔曼滤波、四元数算法,加上嵌入式ARM平台,对其飞行姿态实现有效控制。

    同一载具+多种载荷思路的研究,实现了无人机,对任务执行模式的有效转换。

    同时地面任务规划软件、分析数据分析软件的应用,提高了系统的控制功能,以及系统智能化程度。

    5 总结

    综上所述,通过对于无人多旋翼任务系统的分析,发现我国针对于此方面的研究,仍存在很多不完善的地方,该项目通过C/S架构、C#语言、先进智能装备数据链、分析数据分析软件等,照比以往的无人机飞行器,在系统功能改进方面,实现了遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的统一;在任务执行模式方面,实现了灵活转换;在飞行姿态方面,实现了智能操控;是在已有多旋翼飞控技术的基础上,有效的规避了其以往的缺陷,同时自主飞行控制软件编程,这种飞控任务的提供,有效的实现了飞行中,自主导航智能飞行。

    无人作战体系有多厉害

    无人作战体系有多厉害,9月28日是第十三届中国航空航天博览会在珠海开幕第二天,其中,各式各样的无人作战装备将是本届航展的亮点之一。无人作战体系有多厉害。

    9月28日,第十三届中国国际航空航天博览会开幕,中国航天科工三院携海防体系、对地打击体系、无人作战体系、预警监视安防体系、商业航天产品、指挥通信与支援保障装备集中亮相,参展展品科技含量为历届最高。

    随着武器装备技术不断升级,无人机的军事用途不断扩大,无人机在区域作战中的“出镜”频率也越来越高,在减少人员伤亡、提升攻击效率方面,无人机较有人机相比,有着得天独厚的优势。近年来,三院将无人装备体系研究作为支撑国际一流飞航技术研究院建设的重要一环,设计了具有飞航特色的,以无人机为核心的基于空中无人平台的“侦察-打击-毁伤效果评估”无人作战体系。

    无人作战体系以侦察和打击战术纵深内敌方高价值时敏目标为主要目的,以信息化协同作战网络为主要特征,提供从战场动态感知到火力精确打击、毁伤效果评估的快速响应闭合火力环。

    无人作战体系概念图

    无人作战体系包括通信中继单元、察打一体单元、侦察监视单元、抵近侦察单元、近距离打击单元以及配套的地面数据终端、地面控制站等,体系中的无人装备既可独立作战,又能为其它精确打击武器提供实时作战信息支持,可用于海防、边防、反恐和局部冲突中信息保障和快速打击,也适用于地区常态监视、侦察、信息中继。在持续的优化改进中,又将无人作战体系细化为超高空、高空和中低空三个层级。

    增强无人作战立体度 覆盖领域达到临近空间

    临近空间通常是指距地面20~100千米的空间,处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间,由于其重要的潜在应用价值从而成为世界强国的新兴竞争领域。在临近空间领域,太阳能无人机又被称之为“准卫星”,它以太阳能为能源,瞄准飞行时间数天,甚至“周月”级,无人机与通信卫星组成通信中继单元,提供远大于地面基站的网络覆盖范围以及不受区域限制的.“伴随式”网络接入服务,并为区域中人与机之间、机与机之间的数据传输业务提供接口和传输链路,为无人作战系统中的各型无人机、前方和后方撑起一把覆盖较广区域的通信“保护伞”,实现网络永不下线。

    高速、隐身、侦察、打击一应俱全 打造高端无人机集群

    在高空层面,三院将发力点瞄准20000米高度以下空域,将“天鹰”无人机和WJ-700“猎鹰”无人机等高端无人机组成无人作战体系中最为核心的察打一体单元、侦察监视单元和抵近侦察单元,无人机编队在后方的指挥下可遂行侦察监视、抵近侦察和随遇打击等任务。

    飞翼式布局、高隐身、高空高速等高技术含量的特点让“天鹰”无人机变成在高空中盘旋飞行,时刻搜索猎物的雄鹰,最大起飞重量3000kg,拥有超凡的“视力”,隐蔽抵近侦查,能够让身处万里之外的指挥者快速聚焦和判断,发现隐藏在敌后的重要目标。作为隐身飞翼式布局无人机中的佼佼者,“天鹰”无人机经过多年试验和改进,在高威胁战场环境下对重要目标实施渗透或抵近战役战术侦察方面表现出了不俗的实力。

    随着未来无人机作战的主要发展必然从中低空发展到中高空,高度、速度、快速机动能力等要素对无人机系统的战场生命力至关重要,高空高速长航时多用途无人机成为未来无人作战的重要发展趋势。WJ-700可装载多种高精度侦察设备,执行对面(海/地)侦察、监视和预警任务。作为空中战场多面手,WJ-700可根据需要扩展至11个构型,9种作战形态,挂载多种机载武器,模拟执行远程反舰、反辐射和防区外对地精确打击等作战任务,或者装载电子对抗设备,执行电子侦察和干扰任务,真正做到一机多型、一专多能、一机多用。自2018年11月珠海航展首次亮相到2021年1月完成首飞,仅用时两年多时间,目前已基本完成研制。

    聚焦作战实效 打通无人机战场“最后一公里”

    来到低空近距离近距离打击单元,以HW-350小型长航时无人机和WJ-010单兵作战无人机系统为代表的“海鹰”无人装备,以毁伤效果评估多面手和致命一击执行者的姿态出现。

    HW-350(海鹰)小型多用途长航时无人机能够在短短2小时内完成从包装箱内展开到起飞各项准备工作,相比于其他类型无人机,对起降跑道要求更低,在通航跑道甚至是户外开阔公路都能够完成起降。其长续航、高升限、大载重、低成本的特点,让它可以搭载光学吊舱、通信设备、导航设备、小型合成孔径雷达等任务载荷,执行目标搜索、通讯中继、定点监视等任务,能够在中低空迅速搭建较为广阔的局域网络,保持前后方联系。经过数百次飞行任务的洗礼,如今的HW-350已经广泛应用于海域监控、气象探测、试验带飞、应急通信与救援等多个领域。

    在无人作战体系中,WJ-010无人机因其小巧便捷而被称为“空中手榴弹”,为方便单兵使用,折叠后的WJ-010只有行军背包大小,在作战前线,士兵可轻松替换不同载荷实现打击和侦察两类功能,在发现目标后,无人机可进行俯冲“自杀式”攻击,保证单兵作战一次性完成侦察打击任务,真正解决战场致胜的“最后一公里”。

    系统组成简单,部署灵活,响应速度快的WJ-100小型多用途无人机让隐藏在深处的敌军无处遁形,翼展不足5米,长度只有2米的WJ-100巡航速度可达100-120千米每小时,升限3000米,续航时间也延长至5小时,最大可携带15千克载荷。使用维护成本低,便于操作,将它的军用应用领域扩展至空中侦察、战场监视、边境巡逻和靶机。

    就在最近召开的珠海航展上,外界惊讶地发现,航展居然第一次设立了一个专门的船舶馆。在这个展览馆中,大规模的无人化舰艇被集中亮相。其中,一款全新无人作战艇,受到了外界、尤其是台媒的关注。

    在9月28日,珠海航展的船舶馆里,一款被命名为“JARI-U5V”的多用途无人作战艇的展台前,聚集了一群人在模型前围观拍照。显然,在众多的无人装备中,它的一些功能和用途,相当特殊。

    从官方透露的数据上看,这款“JARI-U5V”真实长度在15米,宽米,排水量在20吨左右。武器配置方面,采用了模块化设计,可以根据战场需要,在战前换上不同的武器。因为有AI算法的加入,这款多用途无人作战艇,可以自行在预设的航行区域内进行防务任务,比如对海作战、反潜作战,又或者对范围内发现的空中目标,实施防空拦截等等。

    或许是按照我国惯例,一些海上装备都要有负责“农业”方面的功能。作为这款无人装备的制造方,中船集团第七一六研究所的内部人士在接受媒体采访时,笑着称,这只是一个执行安保工作的小东西,负责海洋测量。

    实际上,此人透露,中船第七一六研究所的团队在设计的时候,为了提高无人舰艇的火力点,在武器模块上投入了很多精力。这款“JARI-U5A”可以在配置垂直发射的反舰导弹的同时,配置反潜鱼雷。不过因为需要其他单元辅助探测,因此鱼雷的打击面,是5公里到8公里的距离。

    值得注意的是,官方没有进一步透露这款无人机的航速和续航问题,但有消息称,这种无人艇的速度可以超过40节,而且噪音远低于军舰,对于潜入作战和夜间作战,有着极高的效率。不光如此,因为海面的环境变幻莫测,为了应对一些紧急任务和特殊作战需要,这款全新的无人作战艇可以支持卫星遥控,真正实现了一体化、智能化作战。

    有观察人士就认为,目前来说,国际环境复杂,美国为首的西方国家不竭余力地想要阻止中国走向复兴。周边海域的作战,很有可能会变得无法避免。而这种多功能无人舰艇,十分适合未来的海上作战。配合上陆上远程火力支援,和空中支援,很大概率会为成为我军未来海上作战的主力装备。而低噪音和高航速,又符合打快攻的战术思路,因而,它也很可能成为我军未来跨海峡作战的先锋部队。

    无脊椎动物研究论文

    生物:从海鞘到我们之路--比较基因组学之研究 编辑 Gene 报导 脊椎动物的无脊椎近亲海鞘的基因组被定了序,让科学家有机会利用比较基因组学的方法,来研究脊椎动物的起源与演化。发表在Science的海鞘Ciona intestinalis基因组研究结果是由国际团队所完成的,它是第七个基因组被定序的动物,主要由美国能源部附属基因组研究所、加州大学柏克莱分校分子及细胞生物学系、京都大学动物系和日本的国家遗传学研究所所领导,并且有别外二十几家研究单位合作进行,参与者有87人,分布在五个国家。有了海鞘的基因组,透过和人类或其他动物的比较,科学家能够进一步了解人类大脑、心脏和神经及免疫系统等的起源和演化,并且更了解脊索动物和脊椎动物的一般发育。柏克莱加大的遗传学和发育学教授Mike Levine说道,海鞘在生物学家心中享有特别的地位,因为它提供了无脊椎动物和脊椎动物的演化联系。当你看到其成体时,会以为那是简单的动物,亚里斯多德就以为它是软体动物,但当你看到其胚胎发育,它显然是复杂的高等动物,俄国生物学家Alexander Kowalevsky就认出了其幼虫尾的脊索。它们是我们很古老的表亲。五亿多年前,动物开始快速演化,成为三、四十个体制相异的门类,至今现生的动物界可以划分为35个门。其中不具有脊椎(或脊索)的34个门统称为无脊椎动物,而剩下的就是脊索动物门了。脊索动物有四个主要共同特徵:脊索(notochord)、背部中空的神经索(dorsal, hollow nerve cord)、咽裂(pharyngeal slit)和肛门后肌肉质的尾部(muscular postanal tail)。脊索动物又分为三个亚门:一是头索动物亚门(Cephalochordata),又称无头类(Acrania),以文昌鱼为代表;二是尾索动物亚门(Urochordata),又称被囊类(Tunicata),例如海鞘,这两类都是原始的脊索动物,不具有脊椎;第三个就是我们最熟悉的有头类(Craniata)之一的脊椎动物亚门(Vertebrate),包括鱼类、两生类、爬虫类、鸟类和哺乳类。但脊椎动物却走上了另一条不同的路子,与头索动物及尾索动物相较,脊椎动物的神经系统前端特化成复杂的脑,以及与脑相关联的感觉器官,如眼、耳、鼻等,对环境有更灵敏的反应能力;运动器官也更精巧,以配合感觉器官的改变;大脑外有颅骨保护、脊索演变为分节的脊椎、内骨骼保护著体内器官,这些特徵都使得脊椎动物比其它脊索动物更具环境适应力,使得脊椎动成为脊索动物这一门中,种类和数量最发达的一支。化石记录显示,公认最早出现的脊椎动物是亿年前的奥陶纪的介皮类(Ostracoderms),它们在海洋中行底栖生活,身披厚重的外骨骼,没有上下颔,也没有胸鳍、腹鳍等可活动的偶鳍。与介皮类亲缘关系最接近的脊椎动物是无颌纲(Agnatha)的盲鳗(Hag fishes)及八目鳗(lampreys),它们的脊椎还是软骨质,是相当原始的脊椎动物。到了亿年前的志留纪(Silurian)末期,地球上出现了一群具有上下颔的鱼类,这是一项极重大的变革,使原本行过滤生活的脊椎动物成了活泼的猎食者,同时也演化出了可活动的偶鳍,使得活动更灵活。这些鱼类包括已灭绝的盾皮类(Placodermi)、部份现生的软骨鱼类(Chondrichthyes),如鲨鱼、魟等,以及在现代海洋及淡水中称霸的硬骨鱼类(Osteichthyes)。硬骨鱼类的其中一支又慢慢往陆地发展,演化成了今天陆地上的各种脊椎动物。过去许多动物学家认为脊椎动物的祖先很有可能是演化自尾索动物。海鞘的成体虽然没有明显的脊索,但是其幼虫的尾部却明显地带著一根脊索。有人认为在寒武纪早期,尾索动物的幼虫发生了幼体生殖(paedogenesis)的现象,其生殖器官在变态之前就成熟了。经过了天择,尾索动物的幼虫发展出了分节的肌肉和强壮的骨骼来支撑身子,并且因为头的形成对适应环境有相当的优越性,就演化出了带头和内骨骼的脊椎动物。美国能源部附属基因组研究所所长Eddy Rubin认为虽然它们和我们外观大不像,但是还是有许多特徵同脊椎动物是相同的。透过基因组的比较,我们可以在分子的层次上了解与对方的关系,并且研究这些相似的系统和基因是如何从五亿多年前的共同祖先演化而来的。身为尾索动物的海鞘分布在世界上各浅海中。桶状的海鞘附著在岩石、防波堤、般舶和海底,并利用篮状滤食器滤食浮游生物。海鞘卵受精一天后就发育成只有二千五百个细胞的小幼虫,不久后就找个地方定居下来变态成为成体。海鞘的基因组由一百六十万个碱基组成,大约只有人类的廿分之一,只有最小基因组脊椎动物河豚的一半。其中一百一十七万个碱基组成约有一万六千个基因,有八成在人类和其他脊椎动物中也可找到。不过其基因数只有人类的一半。美国能源部附属基因组研究所的计算基因组学主任Daniel Rokhsar说道,海鞘基因组会如此苗条的原因是,它大部分在脊椎动物中有好几个贝份的基因,在海鞘中,只有一份。而多出来的贝份,可能会突变掉或消失,或者演化成负责其他功能。从海鞘基因组中,我们可以看出人类这系谱中的新进展,例如有些特定的免疫系统和神统系统基因在海鞘就找不到,这显然是脊椎动物的新设备。脊椎动物的复杂性也可能是从大量的基因复制而产生的。海鞘没有许多决定脊椎动物身体结构的重要Hox基因。有一些Hox基因单独存在,另一些却消失了。然而海鞘也有类似於脊椎动物的感光基因,和其他形成心脏和甲状腺的基因。但是海鞘利用血蓝蛋白,而非红血球来运送氧气,并且缺少制造胆固醇和组织胺的基因。在某些方面,海鞘和细菌、真菌和植物的相似度比和脊椎动物还来得高:制造纤维膜以支持进食吸管的基因,就和制造纤维素的基因很类似,这样的基因在其他动物是找不到,有可能是从植物等水平基因转移来的。Levine就认为海鞘基因组的分析结果和1871年达尔文在The Descent of Man一书中的主张完全吻合,达尔文主张脊椎动物和海鞘有共同祖先,而一支演化成海鞘,另一支在脊椎动物纲开花结果。

    笔者 东邪

    关于地球生命起源的问题,学术界长期存在一种普遍认同的观点,即地球生命是地球环境经过漫长的演化和作用后形成的,简而言之就是地球生命是土生土长的。但从上世纪七十年代开始,就有科学家提出了另外一种观点,认为地球生命有可能来自外太空,或者是部分生物原本不属于地球,是从外太空进入地球的,其中颇有争议的一种生物就是章鱼。

    在我们的印象中,章鱼确实是一种外形比较奇特的海洋生物,而且它的行为也让人匪夷所思。2018年3月有一篇名为《Cause of Cambrian Explosin -Terrestrial of Cosmic?》的文章发表在权威期刊《生物物理学与分子生物学进展》上。值得一提的是,这份论文由三十多位科学家共同完成,因此它的权威性不言而喻。

    该论文主要对寒武纪生命大爆发事件进行阐述和分析,其中还以章鱼为例子进行剖析,最终得出的结论是“章鱼可能是来自外太空的生命”。如果不说这是来自一篇权威期刊且由三十多位科学家共同提出的观点,相信很多人都会抨击这种观点异想天开。那么章鱼为何会成为科学家们的研究对象?寒武纪大爆发的原因又是什么呢?

    章鱼有什么特别之处?

    章鱼是一种软体动物,也是无脊椎动物,它的身体不仅比其他海洋生物都要奇特,还比其他海洋生物都要“智能”。首先说说它身体的奇特之处,章鱼浑身上下只有头部和腿部,八条腿连接着头部,身体十分柔软,只要放一个瓶子在章鱼面前,它很快就会钻进去。一般生物只有一个心脏,而章鱼体内竟然有三个心脏。

    根据研究,章鱼的第一个心脏是位于头部的主心脏,它的主要功能是供应全身的血液。另外两个心脏分别位于身体两侧鳃部的位置,它们的功能也主要是供血。尽管我们还无法确定外星生命是否存在,外星生命是否有心脏,但章鱼的三个心脏和其他生物相比简直太奇特了。章鱼体内更奇特的是大脑系统,据研究它有两个大脑系统。

    绝大多数动物只有一个大脑系统,而章鱼有两个大脑系统,其中一个大脑系统负责对头部的控制,另一个负责对触手的控制。科学家表示,这样的结构让章鱼能够非常及时地察觉周围环境的情况然后迅速作出反应。章鱼全身上下的神经元数量至少超过5亿个,因此它是海洋生物中拥有神经元数量最多的生物之一。

    这些神经元不仅帮助章鱼快速建立起反射线路,还让章鱼拥有超强的学习能力。此外,章鱼还有一项技能是令人类瞠目咋舌的,那就是它可以轻易地改变自己身体的形态,这得益于章鱼是软体动物。软体动物不存在骨折问题,而且能够在大脑的控制下随意地改变形态,因此章鱼有时候在海底会伪装成海蛇,有时候会伪装成水母,以此来逃避天敌的捕食。

    寒武纪生命大爆发事件发生了什么?

    该论文的主要内容是研究寒武纪生命大爆发,章鱼作为其中一个重要的例子被单独作为研究对象。相信对地球 历史 感兴趣的朋友应该听过“寒武纪生命大爆发”,这一事件指的是在大约亿年前至亿年前的寒武纪,地球上突然间出现了大量无脊椎动物,而且这些无脊椎动物的门类众多,其中包括节肢动物、腕足动物、海绵生物、蠕形生物等。

    然而考古学家却长期未在寒武纪更早的时期发现这些无脊椎动物的祖先化石,因此古生物学家将这一事件定义为“寒武纪生命大爆发”。据了解,达尔文曾在《物种起源》中就提到了这一事件,他对于生命大爆发的现象也感到疑惑,甚至认为这一事件会成为反对者攻击进化论的有力武器。即使如此,达尔文仍然认为大爆发中出现的生命应该来自前寒武纪时期的祖先。

    近代考古研究在我国云南澄江、加拿大布尔吉斯生物群以及凯里生物群分别发现了页岩型生物群,它们的出现为生物大爆发提供了确凿的证据。时至今日,寒武纪生命大爆发的原因仍不明确,因此被国际学术界列入“ 历史 十大科学难题”之一。

    为什么会发生生命大爆发?

    在不同大陆发现的寒武纪生物群引起了众多古生物学家和支持进化论学说的人的兴趣,他们认为通过对这些古生物化石的研究有助于揭开寒武纪爆发的原因。经过一百多年的研究,目前国际学术界存在两种主要观点。第一种观点认为寒武纪爆发其实是假象,古生物学家所发现的“生物爆发”其实只是片面的认知,因为 历史 上确实存在过前寒武纪生物。

    这些生物可能就是寒武纪爆发时出现的无脊椎生物的祖先,但他们因为地址记录的不完全而出现“化石断档”的情况。之所以会造成化石断档,是因为经过地质研究发现,寒武纪地层经过热和压力的作用前寒武纪的生物化石几乎都被销毁了。但后来有古生物学家在前寒武纪化石沉积层里发现了蓝藻等简单原核生物的存在,导致这一观点的说服力下降。

    第二种观点认为,寒武纪爆发是真实发生过的事件,它的发生可以从物理环境和生态环境两个方面去探讨。1965年美国两位物理学家提出了一种观点,认为寒武纪爆发是地球大气的氧气水平突增造成的。前寒武纪时期地球大气中氧气含量十分稀少,经过蓝藻等微生物的长期努力后,大气中的氧气逐渐积累了起来。

    氧气一方面为无脊椎动物提供呼吸气体,另一方面在大气中形成臭氧层,以吸收来自太阳的紫外线。而在该论文中,科学家们认为寒武纪大爆发还存在另一种可能性,即外来天体给地球带来了大量种类的生命,这些生命在地球上遇到了适宜的生存环境后便大量繁衍,章鱼可能就是其中一种无脊椎动物。

    为什么章鱼会成为研究对象?

    在该研究中,科学家不仅列举出了章鱼与其他海洋生物截然不同的地方,还针对其内在组成进行了深入分析。首先,章鱼拥有万个蛋白质编码基因,这个数量比人类还要多。更多的蛋白质编码基因使得章鱼拥有更多的蛋白质生成方式,生成的蛋白质种类也更多样,从宏观的角度上来看,章鱼的身体构造、智力表现等都与蛋白质编码有关。

    其次,章鱼还具有编辑RNA的能力。一般生物体内的蛋白质合成需要经过DNA—RNA的过程,DNA起到总指挥的作用,而RNA在中间起到传递遗传信息的作用,并且最后直接指导蛋白质的合成。然而章鱼在蛋白质合成过程中并不需要DNA的参与,它的RNA就肩负起了总指挥和传递信息的任务。

    科学家认为,这种直接通过RNA进行蛋白质编辑的能力让章鱼拥有更强的进化能力,更强的进化能力意味着它们对地球环境变化的适应能力更强,这也是为什么章鱼经历了几亿年的 历史 仍然不衰落的原因。更重要的是,章鱼的聪明程度超出大多数人的想象,它们能够制定聪明的计划、学会使用工具、擅长伪装等, 历史 上有许多实验都能证明这些特点。

    加拿大莱斯布里奇大学的心理学家珍妮弗·马瑟从1972年开始研究章鱼,她于1984年在百慕大海域进行野外科考时发现了章鱼聪明的表现。她观察到一只章鱼捕捉了几只螃蟹后将它们带回了巢穴,然后它并没有立即吃掉猎物,而是转身冲到洞穴外用触手抓起石头,然后一块块地堆积在洞穴的门口,最后形成一堵石墙将洞口被堵塞住,然后转身享受自己的 美食 。

    章鱼给人们带来了什么启发?

    实际上科学家在上个世纪就已经注意到章鱼这种奇特的生物,除了研究它们身上奇特的地方之外,科学家还从章鱼的身上得到一些启发,用于发展仿生学。2015年,英国南安普敦大学和美国麻省理工学院组建了一支联合团队,该团队从章鱼身上获取灵感,开发出一种类似章鱼能在水中收缩并以超快速度推进和加速的机器人。

    根据研究发现,章鱼之所以能够实现快速推进和加速,是因为它可以先利用海水来填充自己的身体,然后快速将水喷射出去,从而为身体产生推力,实现快速逃逸。联合团队据此研究出了一架体长只有30厘米的仿生机器人,它仿照章鱼快速推进的原理,能在吸水后迅速将水发射出去,以获得向前运动的推力。

    除此之外,建筑学家还从章鱼的皮肤上获得灵感,认为章鱼特殊的皮肤结构可用于建筑外层的设计,以自动调节光线进入建筑内部。

    沙鱼吃大鱼非常凶猛!

    无人机课题研究论文

    工程测绘中无人机遥感技术的优势和运用论文

    无论是在学校还是在社会中,大家一定都接触过论文吧,通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。写起论文来就毫无头绪?下面是我精心整理的工程测绘中无人机遥感技术的优势和运用论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

    摘要:

    文章主要就无人机遥感测绘技术相关内容进行分析,其中着重探究工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用。无人遥感测绘技术的应用,不仅有利于提升测绘行业发展的科学性、创新性,同时也有利于提高工程测绘的水平和质量。

    关键词:

    工程测绘;无人机烟感测绘技术;数据分析;

    引言:

    近年来,无人机在很多领域都得到了广泛应用,并发挥着越来越重要的作用。在工程测量领域对无人机技术的应用,能够为复杂环境下地面测量提供便利,获取相应地区的图像、影像等数据资料,有效提升测量工作的严谨性和科学性。

    1、无人机遥感测绘技术的优势

    、提升数据的准确性

    在工程测绘中全面应用无人机遥感技术,能够对数据准确性有效提升,保证收集数据的安全性,为工程建设提供依据。无人机遥感技术的复杂性相对较高,借助不同类型的技术,特别是对数码传感技术、卫星定位技术以及无人技术的应用,能够全面提升数据收集的质量及效率,大大降低测绘误差,从而保证对数据快速收集的同时,利用高科技全面提升数据的准确性。在对无人机技术不断应用的过程中,其设计也在不断改善,应用的成熟性越来越高。无人机有较小的体积、较高的灵活性,能够很好地推动工程测绘,尤其针对复杂地区,借助无人机遥控测绘技术,能够开展详细的勘察工作,借助软件的应用,能够对数据失误、丢失情况有效避免。

    、提升效率

    无人机遥感测绘技术的应用,能够减少人工操作程序,有效提高工作效率,在一定程度上降低误差,短时间内对数据快速处理,不仅能够保证效率,还能够保证质量。应用无人机外部作业过程中,能够突破恶劣天气影响,同时也有较长的续航时间,从而保障测绘进度。

    、降低成本

    测绘作业的复杂性相对较高,应用无人机遥控测绘技术能够有效减少其成本,在一定程度上转变传统测绘方式,提升测绘工作的准确性、科学性。借助地面信息收集工作,能够为其他工作的数据来源奠定基础。在传统测绘过程中,借助载人飞机或卫星对收集数据,会产生较高的成本,且存在安全问题,很容易被恶劣天气影响。应用无人机遥感测绘技术,能够有效地降低成本。

    2、无人机遥感技术在工程测绘中的具体应用

    、采集数据

    在建设工程中,需要始终以数据为基础,因此需要保证数据的精度,但保证数据的精度就需要保证测绘的精度,从而保证建设项目的建筑质量。可见工程测绘收集数据工作十分重要,是工程决策的重要依据,在此基础上分析数据,有利于全面优化工程的谋划、设计。在不同工程测绘过程中,无人机遥感技术的应用也更加广泛,工作人员能够对不同类型数据有效收集,同时也能够借助相关技术,对数据进行分析汇总,对数据收集的精度、速度有效提升。在具体操作过程中,工作人员可以应用计算机输入指令,划分相应的测绘区域,对无人机航线有效设计,并在相应的环境下,引导无人机执行相应的命令,在无人机测绘飞行的过程中,能够明确相应的数据信息,从而结束工程测绘工作。现阶段,技术创新性不断提升,应用定位系统,能够保证定位的精准性,结合坐标系统,能够保证相应区域内的测绘作业能力。对无人机取得的资料,相关工作人员要优化监测、复核工作,对数据的精确性有效保证,并补充其他数据。

    、采集图像

    应用无人机遥感测绘技术开展工程测绘,除了收集数据,还要收集整理不同图像,对制图的要求有效满足。借助无人机技术,能够收集测绘范围内不同方面的信息,进一步形成影像拍摄。同时,在此基础上,还能够对三维建模有效应用,深加工上一阶段拍摄的画面,为制图工作奠定良好的基础。无人机测绘有较高的智能化,针对不符合需求的图像会进行自动处理,如应用重叠影像数码相机进行自动变焦,对图像参数快速调整有效实现,保证图像收集的清晰性。

    、开展低空作业

    应用无人机遥感测绘技术,能够对安全性有效保障,尤其一些对图像要求较高的工程测绘项目,无人机测绘能够对上述要求有效满足。在一些恶劣环境之中,应用无人机开展低空作业,因其有更强的灵活性,能够避免受外部条件影响,高效快捷地完成任务。无人机遥感测绘技术也在不断升级,能够很好地提高无人机快速应对能力,有效提升测绘质量。

    3、无人机遥感测绘技术应用注意事项

    、对相关设备定期检查

    为了全面发挥无人机的优势,有效保证测绘结果,并对无人机使用效率有效提高,需要对设备监测的精准性不断优化,保证设备始终处于最佳状态。监测调试工作在应用无人机遥感测绘技术中十分重要,在正式应用设备前,相关工作人员要做好设备性能检测工作,对设备的性能优化,再开展飞行试验,针对不稳定的'设备,相关的工作人员要强化相应的调试工作,对设备性能的稳定性有效保证。此外,相关工作人员还要优化日常保养工作,对通讯设备、电源系统、地面电台等方面进行定期检查,对设备安全性有效保证。

    、对像控电测量流程优化

    对无人机技术应用,要优化相应的流程,保证无人机遥感测绘技术的应用效果有效提升。工作人员要注意强化拍摄像控点布设工作,对其安全性、高效性有效保证,并完善优化升级工作。具体从以下3个方面入手:

    1)要注意监测在可控范围内,与拍摄范围的具体情况有效结合,进行相应地分析,对拍摄区域自由网效果明确,同时还要检查快速生成自由网快拼图的情况,明确是否存在偏差。

    2)要对像控点测量方案布设流程优化。要以目标测量范围的具体情况为基础,如地势、地形,优化控制像控点相片质量,提升收集数据的严谨性,避免对影响、数据处理的随意性,还要注意保留原始数据,从而为后续调整制图奠定良好的基础,有效保证数据的真实性。

    3)相关工作人员要加强数据存储工作。对于无人机拍摄而言,会出现大量数据,设备中会对相应的数据储存,需要对其中没有价值的信息有效去除,避免无用数据对新数据的影响,保证色彩效果和清晰度。

    、对飞行、摄影质量有效控制

    为了对无人机拍摄的水平、效率有效保证,相关工作人员需要在实际应用过程中,对无人机的飞行、摄影质量进行严格控制。在具体应用过程中,相关工作人员需要注意:

    1)结合规定的时间,带无人机进场,并对无人机不同方面的信息明确,如无人机的降落、起飞方式等,同时还要对飞行速度有效控制,保证测绘影像的清晰性。

    2)要注意对无人机飞行高度的设计、控制工作优化,对拍摄区域的设计航高于飞行航高之间的高度差明确,并控制在合理的范围之内。随后还要注意对无人机的飞行状态有效控制,避免其他信号影响无人机拍摄的准确性。此外,在无人机飞行过程中,相关工作人员还需要注意对无人机的上升、下降飞行速率有效控制,并制定相应的安全保护方案。

    4、总结

    综上所述,应用传统测绘技术,已经不能满足现阶段的市场需要,需将无人机遥感测绘技术应用其中。但为了保证工程测绘结果的科学性和准确性,相关工作人员需要结合实际情况,优化无人机遥感测绘技术,从而有效提升工程测绘的质量和效率。

    参考文献

    [1]周李乾.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用[J].智能城市,2020,6(12):73-74.

    [2]易应军.工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2020(8):4376.

    [3]郑义,董晓亮.论无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(36):4055.

    浅谈多旋翼无人机任务系统的优秀论文

    前言: 随着无人机产品的不断增加,市场之间的竞争力,也逐渐的提升,对此本项目研究出了更适合于工业控制、自动化装备等领域产品的多旋翼无人机,产品不仅定位合理,同时与其他产品存在一定的差异,该任务系统,是指先进智能装备数据链的无人多旋翼任务,存在较高的能量利用效率、载荷运输性能,是其它无人机产品,在技术方面不能相比的;制定合理的市场规划,会给企业带来一定的经济效益。

    1 多旋翼无人机定义概述

    我们常称无人飞行载具,为无人飞机系统,主要是利用无线电智能遥控设备,以及自带的控制程序装置,对于不载人的飞机进行操控。其中广义的无人机,包括狭义无人机以及航模。

    多旋翼飞行器,主要由动力系统、主体、控制系统组成,动力系统包括电机、动力、电子调速器、桨;主体部分包括机架、脚架、云台;控制系统包括由遥控接收器、遥控组成的手动控制;地面站,以及由主控、GPS、IMU、电子陀螺、LED显示屏组成的飞行控制器。其中四旋翼,是一种4输入6输出的欠驱动系统;通过PID、,鲁棒、模糊、非线性、自适应神经网络控制。近年来,对于系统的控制功能的研究趋势,为大荷载、自主飞行、智能传感器技术、自主控制技术、多机编队协同控制技术、微小型化等方向。其中一些关键技术为,数学模型的建立、能源供给系统、飞行控制算法、自主导航智能飞行。

    2 控制系统改进发展阶段

    多旋翼无人飞行器的控制系统,最初是由惯性导航系统,借助了微机电系统技术,形成了EMES惯性导航系统;经过对于EMES去噪声的研究,有效的降低了其传感器数据噪音的问题,最后经过等速度单片机、非线性系统结构的研究、应用,最终在2005年,制作出了性能相对稳定的多旋翼无人机自动控制飞行器。对其飞行器的评价,可从安全性、负载、灵活性、维护、扩展性、稳定性几方面要素进行分析。具有体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性强、多空间平台使用、垂直起降,以及飞行高度不高、机动强、执行任务能力强的特点;在结构方面,不仅安全性高、易于拆卸维护、螺旋桨小、成本低、灵活控制的特点。

    3 技术原理

    系统组成

    无人多旋翼任务系统,总体技术方案框图如图1所示;如图所示,无人多旋翼任务系统,由无人机、地面工作站构成。无人机,由多旋翼无人机、任务载荷组成;地面工作站,由数据链通信单元、工业控制电脑、飞行控制摇杆等组成。

    系统技术原理

    多旋翼无人机,通过对于螺旋桨微调的推力,实现稳定的飞行姿态控制、维持。经过上述,对于多旋翼无人机、常规直升机、固定翼飞机的对比,可以明显的看出,多旋翼无人机,在任务飞行方面,具有多能量的优势,从而更好的执行完成飞行任务,改善了飞行姿态维持,消耗大量能量的缺陷,从而更好的保证了其能量利用率,直接产生续航时间、载荷运输性能的提升;在结构方面,做了大量的简化,省去了传动机构,使其运行噪音、故障概率、维护成本大大的降低。

    无人机,与地面工作站之间的通信,通过设备数据链实现连接,起到通信中介的作用,同好也是无人机、地面工作站之间,实现地空信息交换的重要桥梁环节。以往无人机,对于地空信息的转换连接,只是普通的点对点通信,收到信号传输距离的影响,性能发挥受到严重的影响,只能实现一些简单遥控数据信号的传输。

    但是本项目,对于无人多旋翼任务系统的研究,是通过数据链协议MAVLink的研究后,将其合理的嵌入到控制核心、地面数据链的ARM平台中,有效的改善了以往低空信息传输环节存在的问题,将其遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这五遥很好的进行了统一,保证了通信之间的无障碍,从根本上解决了无人机和地面工作站的数据通信问题。其中涉及到的.五遥;其中遥测,是指对于远方的电压、电流、功率、压力、温度等模拟量进行测量;其中遥信,是指对于远方的电气开关、设备,以及机械设备的工作、运行等状态进行监视;遥控,是指对于远方电气设备、电气机械化装置工作状态的控制、保护;遥调,是指对于远方所控设备的工作参数、标准流程等进行设定、调整;遥视,是指对于远方设备的安全运行状态的监视、记录。

    传统的无人机,在飞行时需要通过人工对于遥控器的操作,对其飞行姿态进行的控制,体现出其自动程序的不完善,功能单调等缺陷。但是本项目对于无人机的研究,在地面工作站,通过飞行任务规划软件的配套,有效的改善了以往功能单一的缺点,直接增加了其功能性。其中飞行任务规划软件,具备GoogleMap高速API接口,实现对于无人机飞行航线,在三维地图上的简易规划,同时也能对其航线进行启动,使其实现自动巡航、执行飞行任务、返航等操作。

    4 技术关键点及创新点

    技术关键点:

    地空信息的的数据通信。

    先进智能装备数据链协议MAVLink的应用,能够对其所有数据进行有效的整合,并全部归纳在数据链路中,整合五遥操作,有效的降低了多种通信制式、通信模块存在等方面的问题,提高了通信效率,保证了通讯功能得以有效发挥。

    解决飞行姿态操控问题

    嵌入式操作系统,在ARM处理器平台上的应用,加上陀螺仪等传感器、卡尔曼滤波等先进算法,从而更好的保证了控制系统的功能增加,除此之外,不仅实现了无人操作飞行,在飞行操纵方面,也有效的降低了能耗,增加了能量利用率。

    在工业控制领域应用的扩展

    本项目以同一载具+多种载荷的建设、研究思路,针对于型号相同的多旋翼飞行器,设计一样的数据、电气、机械接口的任务载荷,实现快速更换载荷,使其飞行任务之间,能够良好、稳定的切换、衔接,保证该系统的实用性,同时也减少了任务执行的成本。

    增强地面工作站功能

    通过C/S架构、C#语言、.net平台、三维GoogleMap、SQL数据库,以及地面任务规划软件、分析数据分析软件,从而更好的增强地面工作站的功能,以及自动化、智能化的程度,更好的为用户操作,带来更多的便利。

    项目的技术创新性

    在无人机、地面站,在植入数据链MAVLink的同时,加强整体系统功能的改进,有效的实现了五遥的综合统一。

    卡尔曼滤波、四元数算法,加上嵌入式ARM平台,对其飞行姿态实现有效控制。

    同一载具+多种载荷思路的研究,实现了无人机,对任务执行模式的有效转换。

    同时地面任务规划软件、分析数据分析软件的应用,提高了系统的控制功能,以及系统智能化程度。

    5 总结

    综上所述,通过对于无人多旋翼任务系统的分析,发现我国针对于此方面的研究,仍存在很多不完善的地方,该项目通过C/S架构、C#语言、先进智能装备数据链、分析数据分析软件等,照比以往的无人机飞行器,在系统功能改进方面,实现了遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的统一;在任务执行模式方面,实现了灵活转换;在飞行姿态方面,实现了智能操控;是在已有多旋翼飞控技术的基础上,有效的规避了其以往的缺陷,同时自主飞行控制软件编程,这种飞控任务的提供,有效的实现了飞行中,自主导航智能飞行。

    相关百科
    热门百科
    首页
    发表服务