基于無(wú)人直升機(jī)的智能校園巡檢系統(tǒng)

II摘要本文研究針對(duì)日益突顯的校園安全問(wèn)題，對(duì)校園的安全管理問(wèn)題進(jìn)行思考。在二維的平面化的校園安全管理中加入無(wú)人機(jī)這個(gè)“武器”，使校園管理體系增加了空間維度，對(duì)校園進(jìn)行更加智能化的校園安全管理。首先，以校園安全問(wèn)題為背景，思考優(yōu)化解決方案。針對(duì)傳統(tǒng)安防巡防監(jiān)控能力薄弱，對(duì)案件反應(yīng)和處理不及時(shí)的問(wèn)題，思考以無(wú)人機(jī)為抓手的解決方案。其次，確定無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)。從硬件要求到軟件要求以為校園管理高效率、實(shí)用性作為圍繞點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備和技術(shù)的選擇；針對(duì)情況擬定無(wú)人機(jī)的巡檢路線。再次，根據(jù)不同的使用場(chǎng)景，制定不同的執(zhí)勤方案。分批輪崗，掃描式巡檢增加系統(tǒng)運(yùn)作的可靠性和覆蓋面；區(qū)域定點(diǎn)系留兼外圍巡檢，既照顧到大型活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)又兼顧校園外圍環(huán)境的安全。最終，對(duì)論文做總結(jié)工作以及對(duì)未來(lái)幾年無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的發(fā)展做出展望，比如希望通過(guò)5G通信技術(shù)降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)和提高傳輸?shù)乃俣?、通過(guò)自制的自動(dòng)化機(jī)械裝置和改造無(wú)人機(jī)電源充電接口實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的自動(dòng)充電續(xù)航的功能等等。關(guān)鍵詞：無(wú)人直升機(jī)校園安防自主飛行多無(wú)人機(jī)協(xié)同

CampuspatrolinspectionintelligentsystemdesignbasedonUHABSTRACTThispaperfocusesonthecampussecurityissueswhicharebecomingmoreandmoreprominent.TheadditionofUAVasa"weapon"inthetwo-dimensionalplanecampussafetymanagementmakesthecampusmanagementsystemincreasethespacedimensionandcarryoutmoreintelligentcampussafetymanagement.Firstofall,takethecampussafetyproblemasthebackground,thinkabouttheoptimizationsolution.Inviewoftheproblemthatthetraditionalsecuritypatrolanddefensemonitoringabilityisweakandthecaseresponseandhandlingarenottimely,thesolutionoftakingUAVasthegraspisconsidered.Secondly,determinethestructureofUAVpatrolsystem.Fromthehardwarerequirementtothesoftwarerequirement,thehighefficiencyandpracticabilityofcampusmanagementarechosenastheequipmentandtechnologyaroundthepoint,andthepatrolrouteofUAVisdrawnupaccordingtothesituation.Thirdly,accordingtodifferentusagescenarios,differentoperationalplansareformulated.Batchrotation,scanninginspectiontoincreasethereliabilityandcoverageofthesystemoperation;regionalfixed-pointretentionandperipheralinspection,bothtotakecareofthelarge-scaleeventsceneandtakeintoaccountthesecurityofthecampusperipheralenvironment.Finally,thethesisissummarizedandthedevelopmentofUAVinspectionsysteminthenextfewyearsisprospected,suchasthehopetoreducethedelayofdatatransmissionandincreasethespeedoftransmissionthrough5Gcommunicationtechnology,andtorealizethefunctionofautomaticchargingandenduranceofUAVthroughself-madeautomaticmechanicaldeviceandrevampingUAVpowercharginginterface,etc.Keywords:UnoccupiedHelicoptersCampusSecurityAutonomousFlightMulti-UAVCooperation

目錄TOC\h\z\t"摘要中,1,英語(yǔ)摘,1,1標(biāo)題,1,1.1標(biāo)題,2,1.1.1標(biāo)題,3"摘要 IABSTRACT II1緒論 11.1課題背景 11.2研究目的及意義 31.3本文研究方法及內(nèi)容 42無(wú)人機(jī)校園巡檢系統(tǒng)的設(shè)備與技術(shù)介紹 62.1引言 62.2巡檢系統(tǒng)的架構(gòu) 62.2.1架構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo) 62.2.2無(wú)人機(jī) 62.2.3地面站 92.2.4通信系統(tǒng) 102.2.5圖傳系統(tǒng) 112.2.6天線 112.3無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù) 122.3.1精準(zhǔn)降落 122.3.2多機(jī)協(xié)同 123無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的白晝模式 133.1引言 133.2白晝模式的要求與設(shè)計(jì) 133.3無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的配置方案 143.3.1監(jiān)控與指揮中心 143.3.2無(wú)人機(jī)機(jī)庫(kù) 153.3.3無(wú)人機(jī)巡檢的模式與路徑 164無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的夜晚模式 194.1引言 194.2夜晚模式的總體設(shè)計(jì) 194.2.1夜晚模式的總體要求 194.2.2夜晚模式的技術(shù)布局 194.3夜晚模式的運(yùn)行流程 235校園巡檢系統(tǒng)中應(yīng)用多機(jī)協(xié)同 245.1引言 245.2多機(jī)協(xié)同應(yīng)用的方案 245.2.1多機(jī)協(xié)同應(yīng)用的功能指標(biāo) 245.2.2多機(jī)協(xié)同技術(shù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)流程 245.3多機(jī)協(xié)同管理的分批輪崗方案 255.3.1多旋翼無(wú)人機(jī)的分批輪崗方案 255.3.2區(qū)域重點(diǎn)系留與定時(shí)大面積巡航搭配方案 265.4多機(jī)協(xié)同應(yīng)用的技術(shù)布局 265.4.1設(shè)備條件 265.4.2技術(shù)要求 266結(jié)論 286.1總結(jié) 286.2未來(lái)的展望與設(shè)想 28參考文獻(xiàn) 30附錄 32謝辭 341緒論1.1課題背景校園安全問(wèn)題歷來(lái)都是備受關(guān)注的問(wèn)題。國(guó)家未來(lái)發(fā)展的動(dòng)力在于校園，學(xué)生是國(guó)家未來(lái)發(fā)展活力的源泉。一個(gè)校園的發(fā)展根本在于學(xué)生的整體發(fā)展，所以脫開(kāi)學(xué)生生存環(huán)境安全問(wèn)題而去談?wù)摻逃l(fā)展和學(xué)生個(gè)人成長(zhǎng)的想法是舍本逐末的，其本身是存在不足需要彌補(bǔ)的。現(xiàn)如今，隨著科技和經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，影響校園安全的因素也越來(lái)越科技化，校園的安全防護(hù)措施也應(yīng)該越來(lái)越多樣化和全面才得以應(yīng)對(duì)潛伏的問(wèn)題。然而，盡管學(xué)校多聘請(qǐng)一些保安、多購(gòu)買(mǎi)一些治安用具、多一些上行下效的作為，還是會(huì)有一些不足，比如保安人力巡邏的空間上的局限性、工作時(shí)間的時(shí)限性和對(duì)事故的不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和采取措施等問(wèn)題。此次課題研究將以北京理工大學(xué)珠海學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱北理珠）為例進(jìn)行試驗(yàn)和探討，在技術(shù)方面與紫燕無(wú)人機(jī)公司進(jìn)行合作完成此次無(wú)人機(jī)校園巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。北理珠校園面積大達(dá)到329萬(wàn)余平方米數(shù)據(jù)來(lái)自百度。，地貌復(fù)雜，有山林和僻野，校內(nèi)環(huán)境海拔高度變化大；校園人口居住、流動(dòng)區(qū)域集中，但各生活區(qū)間隔較遠(yuǎn)，比如一期教師公寓距離二期教師公寓繞線騎行需要3.3公里的路程數(shù)據(jù)來(lái)自百度。數(shù)據(jù)來(lái)自高德地圖2015年被稱為無(wú)人機(jī)元年，無(wú)人機(jī)應(yīng)用需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，用途廣泛。民用無(wú)人機(jī)，是指除用于軍事用途以外的其他無(wú)人機(jī)，例如警用、植保、航拍、巡線、建筑檢測(cè)、編隊(duì)表演、現(xiàn)場(chǎng)直播等等。在無(wú)人機(jī)技術(shù)方面更加貼近生活的實(shí)用化，比如2020年春節(jié)前夕爆發(fā)新型冠狀病毒（COVID-19）疫情中，無(wú)人機(jī)就發(fā)揮了不可替代的作用。無(wú)人機(jī)在疫情期間工作于防疫戰(zhàn)疫第一線，在噴灑消殺、巡邏疏導(dǎo)、防疫宣傳、投遞測(cè)溫等應(yīng)用下發(fā)揮了創(chuàng)新性作用，成為了疫情防治的得力手段。除此之外，在日常生活中警用無(wú)人機(jī)可以處理災(zāi)情勘察、追蹤罪犯和巡察取證等等工作。以在參與警務(wù)工作中表現(xiàn)優(yōu)異的紫燕無(wú)人直升機(jī)為例，最高時(shí)速可達(dá)145km/h，巡航速度110km/h，到達(dá)十公里外的地點(diǎn)僅需5分鐘，并且可以在高海拔、高濕度、七級(jí)大風(fēng)和大雨雪天氣下順利完成工作任務(wù)紫燕高調(diào)喊話：誰(shuí)的無(wú)人直升機(jī)比紫燕厲害，歡迎來(lái)PK紫燕高調(diào)喊話：誰(shuí)的無(wú)人直升機(jī)比紫燕厲害，歡迎來(lái)PK，原文鏈接：/news/14769-0-0.html我們可以了解到，無(wú)人機(jī)技術(shù)的使用明顯提高了警務(wù)處理工作的效率，在消防救災(zāi)中也有很大的使用空間，也可以被救援人員通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)手段獲取現(xiàn)場(chǎng)的視圖情況了解災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)幫助救援人員盡快做出救援決策。無(wú)人機(jī)搭載紅外傳感器偵查監(jiān)視犯罪分子的活動(dòng)范圍和行動(dòng)軌跡掌握其行蹤，幫助警察抓捕罪犯并且節(jié)省了警力資源，進(jìn)一步保障了警方的人身安全。大型的救護(hù)無(wú)人機(jī)有以色列研發(fā)自飛型戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)無(wú)人機(jī)“鸕鶿”以色列研發(fā)戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)無(wú)人機(jī)以色列研發(fā)戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)無(wú)人機(jī)“鸕鶿”本文來(lái)源全球無(wú)人機(jī)網(wǎng)（），原文鏈接：/uav-news/201806/05/37499.html圖1-1南京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的“曙光”遠(yuǎn)程操控?zé)o人旋翼飛行器南航學(xué)生設(shè)計(jì)救援直升飛機(jī)獲全球大賽冠軍，原文鏈接：/news/show-18060.html在科技蓬勃發(fā)展的今天，無(wú)人機(jī)的使用將會(huì)越來(lái)越廣泛。在面臨校園問(wèn)題的時(shí)候，如果有無(wú)人機(jī)參與治安工作，那么對(duì)于常規(guī)的安防工作的缺陷，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)其運(yùn)作視角全面、執(zhí)行行動(dòng)迅速、能搭載多種傳感器采集和各種通訊設(shè)備收發(fā)訊息的特點(diǎn)，其問(wèn)題有望在無(wú)人機(jī)這個(gè)媒介上得到良好的補(bǔ)充和解決。1.2研究目的及意義為了本次研究并確定校園無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，將從幾個(gè)部分確定系統(tǒng)：確定布局，選擇設(shè)備，落定方案。在完成系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備安排的時(shí)候，清查系統(tǒng)功能是否符合要求，以及檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際效果和可持續(xù)使用性能是否達(dá)標(biāo)。針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)布局的硬件選擇，在滿足必要系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的要求下追求高性價(jià)比，以求在保持系統(tǒng)高效運(yùn)行同時(shí)盡量降低成本。本文研究通過(guò)無(wú)人機(jī)與指揮中心的配合，在視野開(kāi)闊的樓層高出放置一根天線，地面站發(fā)出的控制信號(hào)通過(guò)圖傳設(shè)備放大從而進(jìn)行對(duì)無(wú)人機(jī)的人為的指揮控制。同時(shí)，無(wú)人機(jī)可以通過(guò)機(jī)載圖傳發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，地面站通過(guò)圖傳接收設(shè)備將數(shù)據(jù)歸整顯示。地面站上的顯示內(nèi)容可以投屏到更大的顯示設(shè)備方便安保人員監(jiān)控校園的大局環(huán)境。隨著無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，大多數(shù)無(wú)人機(jī)都具備自主監(jiān)控并在遭遇飛行狀況異常情況下的自主安全降落確保飛行安全和防范意外事故。此外，無(wú)人機(jī)在校園巡查時(shí)監(jiān)控到異常情況，安保人員應(yīng)該可以進(jìn)行人為干預(yù)無(wú)人機(jī)的飛行路線和姿態(tài)以便獲取更為詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)情況。為了實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)無(wú)人機(jī)持續(xù)監(jiān)控校園環(huán)境為校園安全保駕護(hù)航的目標(biāo)，尋找無(wú)人機(jī)可以在白天、夜晚等不同時(shí)間環(huán)境下工作并持續(xù)工作的解決方案。設(shè)想通過(guò)現(xiàn)有的編隊(duì)技術(shù)，多架無(wú)人機(jī)的配合巡航成倍增加校園巡邏的執(zhí)勤效率。在設(shè)計(jì)時(shí)將擬解決如下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：（1）將控制信號(hào)遠(yuǎn)距離、高效傳輸給無(wú)人機(jī)；（2）實(shí)現(xiàn)夜晚環(huán)境下無(wú)人機(jī)的巡航布控，解決在燈光環(huán)境差的監(jiān)控問(wèn)題，避免在使用熱成像技術(shù)時(shí)只看得見(jiàn)行動(dòng)目標(biāo)卻無(wú)法對(duì)違法行為進(jìn)行監(jiān)視和進(jìn)一步的取證操作的問(wèn)題；（3）采用技術(shù)手段使無(wú)人機(jī)高質(zhì)量完成圖像采集和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送工作，并且在指揮中心的監(jiān)控顯示器上清晰顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控獲得的影像；（4）制定無(wú)人機(jī)在白天、夜晚結(jié)束執(zhí)勤任務(wù)后的場(chǎng)景使用解決方案；（5）無(wú)人機(jī)為了更進(jìn)一步了解案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)或處理進(jìn)行低空巡航任務(wù)時(shí)的自主避障系統(tǒng)，針對(duì)室內(nèi)、室外不同情境的選擇；（6）實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)同巡檢校園環(huán)境，以及具備喊話、投遞物資等功能型巡航無(wú)人機(jī)的布局。作為前沿的科技產(chǎn)品，現(xiàn)階段的無(wú)人機(jī)在人們?nèi)粘Ｉ钪羞€沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，但這是無(wú)人機(jī)從軍事應(yīng)用轉(zhuǎn)向民事應(yīng)用的必然結(jié)果。目前，無(wú)人機(jī)已經(jīng)逐步走進(jìn)了高校校園，比如高校與無(wú)人機(jī)企業(yè)簽訂培訓(xùn)就業(yè)協(xié)議等；使用無(wú)人機(jī)的校園巡邏在一些高校已經(jīng)有所試行，事實(shí)證明了無(wú)人機(jī)巡航校園具備實(shí)用意義，為高校校園安全保駕護(hù)航?？傮w上講，無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，需要被搭載的通信系統(tǒng)也有相關(guān)的理論和技術(shù)支持，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)人機(jī)智能校園巡檢系統(tǒng)具有實(shí)用意義和對(duì)未來(lái)發(fā)展的參考作用。1.3本文研究方法及內(nèi)容此次無(wú)人機(jī)校園巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)理論的多方向搜查、閱讀、學(xué)習(xí)、研究，為后期進(jìn)一步研究鋪就理論的基礎(chǔ)，從理論研究、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、校園布防布控上綜合考慮實(shí)現(xiàn)具備相應(yīng)系統(tǒng)功能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其次，根據(jù)已獲得的客觀科學(xué)數(shù)據(jù)和相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)所需要的技術(shù)方法在系統(tǒng)中加以應(yīng)用。最終，設(shè)計(jì)幾種不同的系統(tǒng)方案，通過(guò)客觀數(shù)據(jù)或?qū)嵅俳Y(jié)果的比對(duì)對(duì)方案進(jìn)行取舍和改良，期間對(duì)系統(tǒng)涉及的技術(shù)手段和設(shè)備分別對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)文庫(kù)進(jìn)行查閱和國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)功能技術(shù)設(shè)備市場(chǎng)調(diào)查研究。本文一共分成六個(gè)部分，各部分內(nèi)容如下：第一部分：介紹了本論文的課題研究背景及研究目的和意義，對(duì)國(guó)內(nèi)外的無(wú)人機(jī)、無(wú)人機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)狀況、無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)進(jìn)行描述，對(duì)可能遇見(jiàn)的問(wèn)題的預(yù)備思考。其后，對(duì)現(xiàn)實(shí)使用、研究方法和技術(shù)路線進(jìn)行闡述。第二部分：針對(duì)無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)在系統(tǒng)架構(gòu)方面的設(shè)計(jì)安排，確定了系統(tǒng)必須具備的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)無(wú)人機(jī)、地面站、圖傳、顯示監(jiān)控設(shè)備、信號(hào)收發(fā)增強(qiáng)天線的進(jìn)行概括性的描述，闡述了系統(tǒng)涉及到的底層技術(shù)手段和理論。第三部分：針對(duì)校園無(wú)人機(jī)的巡航續(xù)航的需求，尋找以期無(wú)人機(jī)能7*24小時(shí)分批執(zhí)行出勤任務(wù)的方案。利用指揮中心定點(diǎn)布置充電樁，無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落停車(chē)位利用自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)續(xù)航充電。再者利用系留無(wú)人機(jī)的無(wú)限續(xù)航特點(diǎn)在重點(diǎn)區(qū)域布控，以及利用無(wú)人直升機(jī)進(jìn)行大面積的巡邏檢查監(jiān)控。第四部分：描述了無(wú)人機(jī)的自主避障技術(shù)在低空飛行環(huán)境中的應(yīng)用，分別對(duì)室內(nèi)、室外的自主避障技術(shù)進(jìn)行介紹。第五部分：考慮無(wú)人機(jī)走入高校的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問(wèn)題，對(duì)目前市場(chǎng)應(yīng)用的警用無(wú)人機(jī)使用調(diào)度方案進(jìn)行研究，確定多機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)技術(shù)對(duì)校園巡檢的意義，并且對(duì)多機(jī)協(xié)同技術(shù)進(jìn)行調(diào)查研究確定具體應(yīng)用方案。第六部分：對(duì)無(wú)人機(jī)校園巡檢系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)試行，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行問(wèn)題分析和得出綜合結(jié)論，分析此次實(shí)驗(yàn)研究中的不充分之處，最終結(jié)合無(wú)人機(jī)的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀提出對(duì)校園無(wú)人機(jī)應(yīng)用方面的展望和設(shè)想。

2無(wú)人機(jī)校園巡檢系統(tǒng)的設(shè)備與技術(shù)介紹2.1引言針對(duì)無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)在系統(tǒng)架構(gòu)方面的設(shè)計(jì)安排，確定了系統(tǒng)必須具備的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)無(wú)人機(jī)、地面站、圖傳、顯示監(jiān)控設(shè)備、信號(hào)收發(fā)增強(qiáng)天線的進(jìn)行概括性的描述，闡述了系統(tǒng)涉及到的底層技術(shù)手段和理論。2.2巡檢系統(tǒng)的架構(gòu)2.2.1架構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)為了科學(xué)高效運(yùn)行無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)，進(jìn)一步確定系統(tǒng)的重要組成部分，在此為指明項(xiàng)目研究方向指定了以下幾項(xiàng)指標(biāo)：（1）執(zhí)勤無(wú)人機(jī)應(yīng)該行動(dòng)迅速且高效，機(jī)動(dòng)性能強(qiáng)；（2）巡檢系統(tǒng)的通信功能可靠且高效，可以進(jìn)行影像資料實(shí)時(shí)傳送且圖像顯示清晰，理想時(shí)能識(shí)別陌生車(chē)輛車(chē)牌和陌生可疑人物臉部特征；（3）執(zhí)勤無(wú)人機(jī)能夠分批輪流值班，提升巡檢系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力；（4）在夜間實(shí)現(xiàn)執(zhí)勤無(wú)人機(jī)安全執(zhí)勤，可以通過(guò)成像技術(shù)捕捉可疑移動(dòng)物物體·的影像（5）在飛行情況較為復(fù)雜的生活區(qū)實(shí)現(xiàn)執(zhí)勤無(wú)人機(jī)安全執(zhí)勤，實(shí)現(xiàn)自主避障功能。圖2-1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)原理圖2.2.2無(wú)人機(jī)無(wú)人機(jī)作為巡檢系統(tǒng)的命令執(zhí)行者起到至關(guān)重要的作用，因?yàn)橄到y(tǒng)的運(yùn)行效率高低和校園問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、行動(dòng)、行動(dòng)結(jié)果反饋等一系列活動(dòng)息息相關(guān)，那么選擇一款適用于校園和巡檢系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)是首個(gè)需要完成的重要工作。目前民用領(lǐng)域的主流無(wú)人機(jī)有固定翼、多旋翼無(wú)人機(jī)和無(wú)人直升機(jī)。鑒于本次研究對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)成熟的要求，進(jìn)而選擇主流機(jī)型，所以在此不對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)等無(wú)人機(jī)做出描述。表格2-1主要無(wú)人機(jī)機(jī)型的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)單翼（直升機(jī)）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱靈敏便捷，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)能適應(yīng)復(fù)雜地貌飛行環(huán)境；續(xù)航能力較優(yōu)；滯空時(shí)間長(zhǎng)；負(fù)載大操作難度較高，需要專業(yè)飛手機(jī)型機(jī)動(dòng)操作；單個(gè)螺旋槳一般比較大，具備強(qiáng)大的殺傷力；噪音比較大多旋翼操縱簡(jiǎn)單容易上手；日常維護(hù)方便；滯空性能好；起飛環(huán)境要求低靈活性較差，行動(dòng)速度較慢；續(xù)航時(shí)間短；負(fù)載能力差；固定翼移動(dòng)速度快；航程單位耗能飛行最遠(yuǎn)；上升高度限制小便攜性不足；滯空穩(wěn)定性最差；移動(dòng)速度快難以觀察周?chē)h(huán)境，人口密集環(huán)境不友好；起降對(duì)場(chǎng)地要求較高綜合主流機(jī)型的特點(diǎn)對(duì)比，考慮到校園安防工作對(duì)任務(wù)執(zhí)行對(duì)象的機(jī)動(dòng)性能、續(xù)航能力和負(fù)載能力的需求和校園安防工作的特殊性，并且在需要利用無(wú)人直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)的情況下，對(duì)無(wú)人直升機(jī)存在的先天缺點(diǎn)通過(guò)進(jìn)行技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)障礙跨越。比如，通過(guò)任務(wù)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)日常智能校園路線巡檢，以及通過(guò)自主避障技術(shù)保障人機(jī)安全等信息技術(shù)降低甚至規(guī)避因缺點(diǎn)帶來(lái)的負(fù)面影響，這些技術(shù)會(huì)在后續(xù)章節(jié)有所介紹。結(jié)合多方面的考慮，本次研究?jī)?nèi)容確定選擇無(wú)人直升機(jī)作為校園巡檢的主要執(zhí)勤機(jī)型。其次，綜合實(shí)踐和日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)的便利就近選擇了國(guó)內(nèi)知名的珠海紫燕無(wú)人直升機(jī)公司作為項(xiàng)目的合作對(duì)象，進(jìn)一步選擇了輕便高效的紫燕山雀S1作為研究演示對(duì)象，如下圖。圖2-2珠海紫燕無(wú)人機(jī)公司研發(fā)的山雀S1表格2-2“山雀S1”產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)EquipmentTechnicalData尺寸Size1036x367x215mm不含主旋翼Withoutmainrotor主旋翼直徑1155mm最大起飛重量MAXtake-offweight5kg平原數(shù)據(jù)Plaindata空機(jī)重量UAVweight1.9kg不含電池(withoutbattery)最大載重MAXpayload0.5kg-巡航速度Cruisingspeed60km/h極速110km/hMAX110km/h續(xù)航時(shí)間Maxendurance60min空載Withoutpayload抗風(fēng)等級(jí)Windresistance6級(jí)Level14m/s最高使用海拔Operatingaltitude7000m應(yīng)在法定飛行高度下Limitedtolegalflightheight工作溫度Workingtemperature-20-55℃可定制低溫電池（-40℃）Low-temperaturebatterycanbecustomized(-40℃)山雀S1無(wú)人直升機(jī)整機(jī)輕便，便于開(kāi)展執(zhí)勤任務(wù)；擁有60km/h的巡航速度最高可達(dá)110km/h，且具有60分鐘的續(xù)航時(shí)間，這些性能使無(wú)人機(jī)在校園巡檢和應(yīng)付突發(fā)情況都能夠游刃有余；這款無(wú)人機(jī)的0.5kg載重也比較符合此次無(wú)人機(jī)系統(tǒng)研究演示展開(kāi)的要求。經(jīng)過(guò)演示示范，山雀能夠搭載1.4g圖傳的任務(wù)負(fù)載圍繞北理珠校園邊緣地帶環(huán)繞一圈并傳送1080p清晰度的影響資料至指揮中心，實(shí)時(shí)性的顯示在計(jì)算機(jī)顯示屏上。圖23紫燕山雀回傳的實(shí)時(shí)圖像畫(huà)面此次演示的紫燕山雀S1搭載10倍單光吊艙可以實(shí)現(xiàn)十倍變焦，上圖是未放大的圖像畫(huà)面。由演示收到的圖片效果可以清晰分辨能移動(dòng)的個(gè)體，進(jìn)一步放大以后更能觀察活動(dòng)者的動(dòng)作，這對(duì)校園安防的監(jiān)視勘察具有重要意義。2.2.3地面站無(wú)人機(jī)地面站，作為無(wú)人機(jī)的地面基站和指揮中心對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制。地面站分為單點(diǎn)地面站和多點(diǎn)地面站，而在無(wú)人機(jī)的使用中多采用單點(diǎn)地面站。無(wú)人機(jī)地面站的組成設(shè)備一般有遙控器、電源、顯示設(shè)備和飛行軟件運(yùn)行終端（手機(jī)或者電腦）。地面站通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)編譯指令數(shù)據(jù)進(jìn)而輸入到無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中（無(wú)人機(jī)的大腦），實(shí)現(xiàn)規(guī)劃無(wú)人機(jī)的飛行路線，以及設(shè)置無(wú)人機(jī)的飛行高度、姿態(tài)和速度的功能。數(shù)傳電臺(tái)是無(wú)人機(jī)與地面站的重要通信渠道，一般的數(shù)傳電臺(tái)采用的接口有幾個(gè)類(lèi)型包括TTL接口協(xié)議、RS485接口協(xié)議和RS232接口協(xié)議，還有一些是通過(guò)CAN-BUS總線接口實(shí)現(xiàn)飛機(jī)與地面站的通信交流的方式，通信頻率有2.4GHZ、433MHZ、900MHZ、915MHZ等。無(wú)人機(jī)地面站通過(guò)通信技術(shù)得以實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o人機(jī)的飛行狀態(tài)和飛行環(huán)境，還可以下達(dá)任務(wù)指令。在無(wú)人機(jī)搭載任務(wù)負(fù)載的情況下，地面站還能接收顯示來(lái)自無(wú)人機(jī)采集的影像資料從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)控觀察。地面站在無(wú)人機(jī)校園巡檢系統(tǒng)中起到指揮調(diào)度的作用，是系統(tǒng)的指揮和監(jiān)控中心。下面以珠海市紫燕無(wú)人機(jī)公司所開(kāi)發(fā)的地面站進(jìn)行舉例說(shuō)明無(wú)人機(jī)地面站的功用。圖2-4紫燕無(wú)人機(jī)地面站軟件界面發(fā)展至今，無(wú)人機(jī)地面站的顯示的信息越來(lái)越多且精度更高，使人更好地對(duì)執(zhí)行任務(wù)的無(wú)人直升機(jī)進(jìn)行狀態(tài)把控和命令指揮，隨時(shí)可以創(chuàng)建任務(wù)規(guī)劃無(wú)人機(jī)飛行的路線。從對(duì)該無(wú)人機(jī)地面站的介紹上，地面站支持無(wú)人機(jī)的自主避障技術(shù)和一鍵返航。執(zhí)勤安保還可以通過(guò)地面站對(duì)飛機(jī)發(fā)出指令直接進(jìn)行比如降低飛行高度和飛行方向等操作。2.2.4通信系統(tǒng)無(wú)人機(jī)的通信可以大致分為兩類(lèi)，無(wú)人機(jī)通過(guò)各類(lèi)傳感器從外部獲取信息動(dòng)用自身所帶處理芯片分析后內(nèi)部交流的過(guò)程稱之為內(nèi)部通信，而無(wú)人機(jī)與地面站之間的通信稱之為外部通信。通信系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)的傳輸鏈路用來(lái)發(fā)送收集的信息和數(shù)據(jù)給地面站接受，控制鏈路被用來(lái)控制無(wú)人機(jī)執(zhí)行指揮中心發(fā)出的命令。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通信的大致流程：藍(lán)牙/USB接通無(wú)人機(jī)→無(wú)人機(jī)處理器保存任務(wù)路線→無(wú)人機(jī)遙控解鎖→遙控器控制無(wú)人機(jī)起飛→無(wú)人機(jī)穩(wěn)定，切換到自動(dòng)模式執(zhí)行任務(wù)→無(wú)人機(jī)自主監(jiān)控將飛行姿態(tài)等信息通過(guò)下行鏈路傳輸給地面站（無(wú)人機(jī)攜帶任務(wù)負(fù)載時(shí)可以回傳數(shù)據(jù)）→地面站接收信息，顯示處理結(jié)果；無(wú)人機(jī)地面站通過(guò)上行鏈路發(fā)送命令→無(wú)人機(jī)接收命令→機(jī)載處理器處理→無(wú)人機(jī)部件接收并執(zhí)行操作。為了保持無(wú)人機(jī)與地面站之前的良好通信交流，應(yīng)該優(yōu)先建立一個(gè)有質(zhì)量的通信系統(tǒng)。2.2.5圖傳系統(tǒng)無(wú)人機(jī)的圖傳系統(tǒng)，綜合采用視頻壓縮技術(shù)（關(guān)系到芯片儲(chǔ)存空間和數(shù)據(jù)的傳輸效率）、信號(hào)處理技術(shù)、信道編碼技術(shù)和調(diào)制解調(diào)技術(shù)，將影像信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)距離信息接收端，是一種無(wú)限電子傳輸設(shè)備。圖傳主要組成部分包括發(fā)射、接收和顯示等三個(gè)部分。在使用圖傳時(shí)應(yīng)該綜合考慮傳輸距離、影像質(zhì)量和傳輸穩(wěn)定性等因素。針對(duì)校園的無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)，其中的圖傳系統(tǒng)是至關(guān)重要的一個(gè)部分，其重要性猶如眼之于人。圖傳關(guān)系到無(wú)人機(jī)是否能很好的識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)而高效處理，其次能否將數(shù)據(jù)穩(wěn)定地傳回校園安防指揮中心，最后通過(guò)能否不損失原始數(shù)據(jù)完好地對(duì)圖像在顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示。圖傳總體分為兩類(lèi)，模擬圖傳和數(shù)字圖傳。模擬圖傳需要發(fā)射端和接收端都處在同一個(gè)頻段上（1.2GHz、2.4GHz、5.8GHz等），是早期主流應(yīng)用類(lèi)型。數(shù)字圖傳因?yàn)槠涓叩挠跋褓|(zhì)量和更好地穩(wěn)定性被應(yīng)用于工業(yè)中。通過(guò)查閱相關(guān)技術(shù)資料對(duì)兩種圖傳類(lèi)型進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)，模擬圖傳容易受同頻段的信號(hào)干擾、拍攝的的畫(huà)質(zhì)差，而數(shù)字圖傳能拍攝高清圖像（720/1080P）并且方便回看圖像數(shù)據(jù)。質(zhì)量良好的圖傳，還需要考慮抗干擾能力和視頻帶寬大小有鑒于此，綜合考慮之后為了獲得良好的圖像質(zhì)量，研究中會(huì)考慮優(yōu)先使用數(shù)字圖傳。2.2.6天線（高精度GNSS定位技術(shù)）無(wú)人機(jī)上面：D-Helix、低剖面天線、傳統(tǒng)螺旋。衛(wèi)星系統(tǒng)，北斗B3B2、GPSL2、格洛納斯G2。帶寬、精度、抗干擾能力。天線是在無(wú)線電設(shè)備中輻射和接收無(wú)線電波的裝置。天線為無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備之間提供耦合機(jī)制，作為發(fā)射端與接收端之間聯(lián)系的橋梁完成電流信號(hào)與電磁波信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。在挑選天線時(shí)需要用到一個(gè)公式:λ=V/f（λ：波長(zhǎng)；V：傳播速度；f；頻率）。查閱相關(guān)文獻(xiàn)，在無(wú)線電波信號(hào)波長(zhǎng)為天線長(zhǎng)度4倍的條件下天線的發(fā)射和接收效率最高（即L=λ/4）。以使用發(fā)射2.4GHz信號(hào)的遙控控制無(wú)人機(jī)為例，取2.99×10^8m/s為電磁波的傳播速度，則計(jì)算天線長(zhǎng)度L=2.99×10^8/2.42.3無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)2.3.1精準(zhǔn)降落在校園的無(wú)人機(jī)巡檢活動(dòng)會(huì)受到很多因素干擾，為了繞開(kāi)障礙物需要進(jìn)行精確定位。然而，傳統(tǒng)意義上的GNSS定位技術(shù)通常能造成以米為單位的誤差，在小區(qū)里面使用這種定位技術(shù)危險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)較高并且不利于無(wú)人機(jī)執(zhí)行勘察任務(wù)。慶幸的是，無(wú)人機(jī)定位系統(tǒng)發(fā)展至今已經(jīng)有了PPK（Post-ProcessingKinematic）技術(shù)和RTK（全稱RealTimeKinematic）技術(shù)，此兩種技術(shù)都可以幫助無(wú)人機(jī)達(dá)到厘米級(jí)的定位精度。2.3.2多機(jī)協(xié)同多機(jī)協(xié)同，是指多架無(wú)人機(jī)通過(guò)搭載傳感器感知飛行環(huán)境并通過(guò)通信鏈路進(jìn)行無(wú)人機(jī)之間的信息交流融合，進(jìn)而對(duì)任務(wù)進(jìn)行劃分和決策完成飛行任務(wù)的工作模式。無(wú)人機(jī)多機(jī)協(xié)同技術(shù)可以讓無(wú)人機(jī)群完成更多的工作，同時(shí)間不同地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高覆蓋率地對(duì)劃定區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。多機(jī)協(xié)同的關(guān)鍵技術(shù)有任務(wù)分配技術(shù)、航線規(guī)劃技術(shù)、編隊(duì)控制技術(shù)、識(shí)別感知技術(shù)等。然而目前多機(jī)協(xié)同技術(shù)屬于前沿科技，技術(shù)正在國(guó)內(nèi)外的火熱研究中逐漸成熟，從而對(duì)當(dāng)下環(huán)境的應(yīng)用還有一些亟待解決的難題。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、數(shù)字地圖、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)都會(huì)被應(yīng)用到無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)，技術(shù)的混合將會(huì)使產(chǎn)業(yè)升級(jí)、社會(huì)運(yùn)行效率提高，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)人類(lèi)向前。

3無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的白晝模式3.1引言本研究以北京理工大學(xué)珠海學(xué)院為樣本案例進(jìn)行研究，依照學(xué)校地理位置、氣候特點(diǎn)，以及目前校園安排的同一作息時(shí)間白晝模式（6:00-18：00）。在白晝模式當(dāng)中，預(yù)設(shè)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境具有可見(jiàn)光條件，從而無(wú)人飛行器在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中無(wú)需照明工具。根據(jù)人群在白天活動(dòng)比較頻繁且比較集中，且人群數(shù)量多和流動(dòng)涉及面積大的客觀現(xiàn)實(shí)，為白天的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)行模式。這個(gè)模式的目的是方便分時(shí)段管理，按照不同使用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)功能的設(shè)備實(shí)現(xiàn)有序定時(shí)交換崗。3.2白晝模式的要求與設(shè)計(jì)（1）對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)控。重點(diǎn)監(jiān)控興趣點(diǎn)為各個(gè)大門(mén)口（南門(mén)、東南門(mén)、北門(mén)、正大門(mén)，以及二期教師公寓靠近的出口），沿著公路的容易攀爬翻越的南門(mén)沿東南門(mén)至二期公寓出口的邊界。使用搭載圖傳設(shè)備的無(wú)人機(jī)保證邊界圍墻的功能正常，監(jiān)視靠近校區(qū)的外來(lái)人員。（2）對(duì)人群秩序的監(jiān)控。清晨六點(diǎn)校園門(mén)禁解除，6:30開(kāi)始會(huì)有去教室進(jìn)行早讀的人群，7:30結(jié)束早讀；7:15-7-45第一段上課學(xué)生人群達(dá)到高峰；9:10-9：40第二段上課高峰；9:35-9:45第一段下課高峰；10:40-10:55第一段思政課學(xué)生下課小高峰；11：30-12：00學(xué)生結(jié)束上午課程下課返回生活區(qū)的午飯進(jìn)餐和休息時(shí)間；12:15-12:45第二段思政課下課小高峰和午間進(jìn)食時(shí)間；13:30-14：00第三段學(xué)生上課高峰；15：35-15:55第三段下課高峰、第四段上課高峰；16:40-16:50第三段思政課學(xué)生下課小高峰；17：30-18:00第四段學(xué)生下課高峰和集體的晚飯進(jìn)食時(shí)間；18：15-18:45第五段學(xué)生上課高峰和第四段思政課學(xué)生下課時(shí)間；20:15-20：25第六段學(xué)生上課時(shí)間；21:10-21：20第五段思政課學(xué)生下課時(shí)間；22:00-22:15第六段學(xué)生下課時(shí)間。使用無(wú)人機(jī)監(jiān)視人流、自行車(chē)流流動(dòng)的來(lái)往秩序。（3）對(duì)車(chē)輛秩序的監(jiān)控。對(duì)校內(nèi)外車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)視校園車(chē)輛是否按規(guī)劃的路線行駛，監(jiān)察外來(lái)的工作車(chē)輛的活動(dòng)路徑以及對(duì)違規(guī)活動(dòng)的取證。（4）對(duì)活動(dòng)場(chǎng)所的監(jiān)控（游泳池、籃球場(chǎng)、排球場(chǎng)、輪滑場(chǎng)、足球場(chǎng)、網(wǎng)球場(chǎng)、文化廣場(chǎng)、操場(chǎng)等）。對(duì)于活動(dòng)娛樂(lè)場(chǎng)所，人員混雜，無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)人群活動(dòng)秩序，維持活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的秩序，對(duì)即將發(fā)生的犯罪行為進(jìn)行威懾。（5）對(duì)其他環(huán)境的監(jiān)測(cè)。其他環(huán)境包括山林、湖泊、荒地等。北理珠占地面積較大，地勢(shì)環(huán)境復(fù)雜，除了人為物理等方面的奉獻(xiàn)還應(yīng)考慮到自然災(zāi)害，比如預(yù)防山林火災(zāi)、湖泊無(wú)生命威脅、荒地?zé)o異常情況。使用無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)校園大面積的巡邏監(jiān)控，以便高效率及時(shí)地掌握校園環(huán)境的安全情況。3.3無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的配置方案3.3.1監(jiān)控與指揮中心指揮中心，無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的指揮調(diào)度中心，由監(jiān)控顯示屏幕、地面站、指揮命令發(fā)送設(shè)備、無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)回收設(shè)備組成。如圖4所示：監(jiān)控與指揮中心是整套無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)溝通上層和指揮調(diào)度下層，同時(shí)也是數(shù)據(jù)解調(diào)、格式轉(zhuǎn)化并將無(wú)人機(jī)回傳數(shù)據(jù)可視化的中心，具有的功能有實(shí)時(shí)視頻、實(shí)時(shí)控制和傳輸指揮指令等。樓頂飛行平臺(tái)與監(jiān)控、指揮中心的數(shù)據(jù)溝通可以通過(guò)電路連接、局域網(wǎng)等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。圖3-1監(jiān)控與指揮中心的組織結(jié)構(gòu)在這個(gè)無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)中，人作為系統(tǒng)的最終決策段，指揮中心作為情報(bào)收集處和發(fā)送決策以后的任務(wù)命令，無(wú)人機(jī)層面作為系統(tǒng)的最終執(zhí)行者執(zhí)行任務(wù)指令完成相關(guān)工作。3.3.2無(wú)人機(jī)機(jī)庫(kù)根據(jù)因地制宜的原則，考慮到北理珠師生的生活活動(dòng)區(qū)域相對(duì)集中而校園面積大且教學(xué)樓比較分散的的特點(diǎn)，觀察校園的地理版圖后初步?jīng)Q定應(yīng)優(yōu)先于天佑樓天臺(tái)布置一個(gè)主要的指揮中心。在主指揮中心之后再于圖書(shū)館設(shè)立一個(gè)副指揮中心。為了日常執(zhí)行任務(wù)的便利，方便解決無(wú)人機(jī)續(xù)航以及維護(hù)問(wèn)題，無(wú)人機(jī)會(huì)被存放在指揮中心。在本次研究中心，我將校園環(huán)境劃分為兩大區(qū)域，綠色圈為學(xué)習(xí)活動(dòng)的集中場(chǎng)所教學(xué)樓的范圍群，藍(lán)色圈為師生流通活動(dòng)的生活運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所。圖3-2無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的范圍劃分由此劃分任務(wù)圈主要有兩點(diǎn)考慮：（1）在生活區(qū)人員多且活躍時(shí)間長(zhǎng)，則所需的巡邏周期和保障師生人身安全的技術(shù)設(shè)備都應(yīng)與人跡較少的教學(xué)區(qū)不同；（2）考慮到系統(tǒng)運(yùn)行初始避免不了遇到一些專業(yè)問(wèn)題，所以將主指揮中心設(shè)置在航空學(xué)院所在教學(xué)樓天佑樓的天臺(tái)。在前期的布局試運(yùn)行階段，若副指揮中心未完成布局，還可以以主指揮中心做為信號(hào)輻射圓點(diǎn)確保通信信號(hào)能較為均勻的覆蓋校園。主、副指揮中心統(tǒng)一配備設(shè)備：無(wú)人直升機(jī)*1、10倍單光吊艙*1（熱紅外探測(cè)器、喊話器、照明燈）、電腦*2、圖傳設(shè)備*1、數(shù)傳設(shè)備*1。除此之外加上主指揮中心的大廳監(jiān)控顯示屏。無(wú)人機(jī)控制運(yùn)行：監(jiān)控與指揮中心發(fā)送指令，無(wú)人機(jī)接收指令打開(kāi)艙門(mén)無(wú)人機(jī)準(zhǔn)備就緒（如圖6），無(wú)人機(jī)起飛按照既定航線飛行巡邏（如圖7）。圖3-3無(wú)人機(jī)自動(dòng)停機(jī)倉(cāng)圖3-4無(wú)人機(jī)偵查演示路線（讀書(shū)島）3.3.3無(wú)人機(jī)巡檢的模式與路徑（1）無(wú)人機(jī)巡檢單環(huán)包圍模式在校園無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的摸索階段，同時(shí)還應(yīng)考慮系統(tǒng)的實(shí)用性和無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際工作中發(fā)揮其獨(dú)有的高效便捷性的情況下，僅使用一臺(tái)無(wú)人直升機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)巡檢全面覆蓋無(wú)死角的目的。在此次試驗(yàn)性示范中，無(wú)人直升機(jī)搭載10倍單光吊艙完成校園全范圍的巡視監(jiān)察任務(wù)。圖3-5無(wú)人直升機(jī)任務(wù)規(guī)劃演示線路根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用情況，為了使巡檢的覆蓋面更廣，增加無(wú)人機(jī)對(duì)師生生活區(qū)的監(jiān)控力度，設(shè)計(jì)的執(zhí)勤無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的單圈活動(dòng)范圍在以上路線的基礎(chǔ)上更改效果如下：圖3-6無(wú)人直升機(jī)任務(wù)規(guī)劃單環(huán)線路更改過(guò)后的無(wú)人機(jī)監(jiān)察路線，會(huì)更加近距離的接近校園的生活區(qū)對(duì)人流秩序的監(jiān)控和對(duì)來(lái)往車(chē)輛的行跡追蹤。錄像中增加的4號(hào)點(diǎn)是校內(nèi)的交通樞紐“圓盤(pán)”，基本上就是上下課的必經(jīng)之路，上下課的人流最多，來(lái)往的車(chē)輛也多，多次發(fā)生交通事故，是校園安防的設(shè)防監(jiān)督重點(diǎn)位置。2018年5月14日中午時(shí)分，校園電瓶車(chē)車(chē)載學(xué)生去上課路上由于來(lái)不及躲避裝上了快速騎行的學(xué)生，將其撞飛。雖然在這件事故中當(dāng)事人沒(méi)有喪失生命，但是其中突顯的問(wèn)題不容小視。對(duì)于小概率的事情，如若能夠加大監(jiān)控力度，那么活動(dòng)交通者在生活中都會(huì)謹(jǐn)小慎微行事。（2）無(wú)人機(jī)巡檢的雙環(huán)分工模式雙圈分工的布局可以使執(zhí)行任務(wù)的無(wú)人機(jī)快速到達(dá)負(fù)責(zé)區(qū)域的事發(fā)地點(diǎn)，對(duì)教學(xué)區(qū)域和生活區(qū)域分開(kāi)管理更具有針對(duì)性。圖3-7無(wú)人機(jī)巡檢的雙環(huán)分工路線

4無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的夜晚模式4.1引言夜晚環(huán)境與白晝環(huán)境的區(qū)別在于可見(jiàn)光的分布，從而導(dǎo)致在現(xiàn)有的技術(shù)手段下無(wú)人機(jī)在兩種環(huán)境的執(zhí)勤效率不同，帶來(lái)的效果更有差異。在夜晚，無(wú)人機(jī)識(shí)別環(huán)境的能力遭受限制，在無(wú)光的區(qū)域只能摸黑，這對(duì)監(jiān)管層面來(lái)說(shuō)是很不友好的現(xiàn)象；且在夜晚執(zhí)行任務(wù)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)白天更高，即更容易碰撞障礙物，起飛、降落的也會(huì)隨之增加。依照“具體問(wèn)題，具體分析”的原則，為夜晚的無(wú)人機(jī)執(zhí)行設(shè)計(jì)針對(duì)性的行動(dòng)計(jì)劃。4.2夜晚模式的總體設(shè)計(jì)4.2.1夜晚模式的總體要求（1）當(dāng)天18:00-次日6:00被劃定為夜晚模式的執(zhí)行階段。在此時(shí)間段的前半段時(shí)間生活區(qū)活躍度達(dá)到最高，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)管強(qiáng)度。（2）對(duì)具有生命特征的移動(dòng)活動(dòng)體進(jìn)行識(shí)別，從而能夠?yàn)閳?zhí)勤人員提供追蹤依據(jù)。（3）遇到緊急或特殊狀況時(shí)，無(wú)人機(jī)應(yīng)當(dāng)有照明設(shè)備提供必要的光線條件。4.2.2夜晚模式的技術(shù)布局（1）紅外熱成像巡查紅外熱成像技術(shù)能夠做到24小時(shí)全天候監(jiān)控，因?yàn)榧t外輻射是自然界中最為廣泛的輻射。技術(shù)利用3-51xm和8-14xm兩個(gè)波段可以在完全無(wú)光的夜晚甚至雨雪天氣清晰觀察到監(jiān)控目標(biāo)。在校園防務(wù)中，紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用使得整個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的功能性和實(shí)用性得到大大提升。在本次的試驗(yàn)研究中，以中山漢鯤科技公司自主研發(fā)的“光伏運(yùn)維無(wú)人機(jī)S6”（如圖11）為依托，并利用紅外熱成像技術(shù)對(duì)學(xué)校讀書(shū)島中的預(yù)設(shè)目標(biāo)進(jìn)行追蹤（如圖12）。光伏運(yùn)維無(wú)人機(jī)的外形以及校園境內(nèi)試驗(yàn)場(chǎng)景：（a）（b）圖4-1中山漢鯤中山漢鯤自研“光伏運(yùn)維無(wú)人機(jī)S6”表格4-1“光伏運(yùn)維無(wú)人機(jī)S6”的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)EquipmentTechnicalData尺寸Size對(duì)角軸間距1200mm起飛重量take-offweight15kg平原數(shù)據(jù)Plaindata最大飛行速度30km/h-最大傾角14°-巡檢效率8mw/h-續(xù)航時(shí)間Maxendurance40min空載Withoutpayload抗風(fēng)等級(jí)Windresistance≤6級(jí)Level≤14m/s最高使用海拔Operatingaltitude4000m應(yīng)在法定飛行高度下Limitedtolegalflightheight工作溫度Workingtemperature-20-55℃-紅外熱成像無(wú)人機(jī)的夜晚搜救演示：圖4-2“光伏運(yùn)維無(wú)人機(jī)S6”搜救演示表格4-2紅外熱成像無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)定位技術(shù)單GPS懸停精度水平±1m，垂直±0.5mGPSRTK定位精度平面±1cm+1ppm高度±2cm+1ppm紅外熱成像儀分辨率640×480探測(cè)器非制冷焦平面微測(cè)輻射熱計(jì)重量400g（2）系留照明系留照明無(wú)人機(jī)是指帶有照明功能使用技術(shù)手段通過(guò)線纜從地面獲得持續(xù)的電能的無(wú)人機(jī)。系留無(wú)人機(jī)可以長(zhǎng)時(shí)間的在空中滯留，主要被用于應(yīng)急照明、通信中繼等。在此次研究中試驗(yàn)中，考慮到校園的面積大的情況，若大面積布置路燈則容易鋪張浪費(fèi)，若臨時(shí)搭建照明設(shè)施則費(fèi)時(shí)費(fèi)力且使用效果不佳。系留照明無(wú)人機(jī)可以提供高空照明，且撤放自如，可以用于大場(chǎng)地的臨時(shí)監(jiān)控，比如校園文藝晚會(huì)、夜場(chǎng)大型賽事等類(lèi)似場(chǎng)景。系留照明無(wú)人機(jī)在天佑樓前側(cè)50米的空中執(zhí)行高空照明任務(wù)，如圖13所示。圖4-2系留照明無(wú)人機(jī)應(yīng)急照明演示以市面上主要的系留無(wú)人機(jī)進(jìn)行說(shuō)明，以卓翼智能的“天樞A3”系留無(wú)人機(jī)為例：圖4-3卓翼智能“天樞A3”輕型六旋翼系留無(wú)人機(jī)表格4-3“天樞A3”產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)構(gòu)型六旋翼無(wú)人機(jī)額定電壓380V/220V(AC)，線纜750V（DC）額定功率3kW定位精度±10cm抗風(fēng)等級(jí)6高度限制100m系留無(wú)人機(jī)高空照明功能的實(shí)現(xiàn)有搭載照明燈的“天樞A3”系留無(wú)人機(jī)、系留線纜、線纜收放控制機(jī)構(gòu)、地面電源模塊、發(fā)電機(jī)等五部分組成，如圖15所示。地面端AC/DC電源模塊將發(fā)電機(jī)輸出的380V/220V交流電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可靠的750V高壓直流電，通過(guò)系留電纜輸送到機(jī)載端，供無(wú)人機(jī)使用，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)94%以上。系留線纜收放控制機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)起降時(shí)的線纜自動(dòng)收放控制，由收放絞盤(pán)和系統(tǒng)箱體組成，可為系留無(wú)人機(jī)提供有線供電、信息傳輸及線纜收放功能，主要包括系統(tǒng)箱體、主體框架、儲(chǔ)纜盤(pán)、光電滑環(huán)、控制電路等部分。系留線纜采用超輕合金導(dǎo)體制造，內(nèi)置凱夫拉纖維，具有重量輕，導(dǎo)電率高，抗拉性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。圖4-4“天樞A3”高空應(yīng)急照明“天樞A3”系留六旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）地面供電，長(zhǎng)時(shí)間滯空（2）操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)起降、自動(dòng)收放線（3）飛行穩(wěn)定性好，100m高空穩(wěn)定平臺(tái)（4）定位精度高，厘米級(jí)精準(zhǔn)定位4.3夜晚模式的運(yùn)行流程圖4-5夜晚模式的運(yùn)行流程

5校園巡檢系統(tǒng)中應(yīng)用多機(jī)協(xié)同5.1引言單架次的無(wú)人直升機(jī)存在管控能力不足、施展范圍有限、指派調(diào)遣能力弱等等的問(wèn)題，可能造成錯(cuò)過(guò)最佳的案情處理時(shí)機(jī)，且一對(duì)一的無(wú)人機(jī)巡視方案很可能對(duì)同時(shí)多起事件的發(fā)展無(wú)法做到及時(shí)追蹤處理從而帶來(lái)更多不必要的麻煩甚至被動(dòng)應(yīng)對(duì)。在原來(lái)無(wú)人直升機(jī)的基礎(chǔ)上增加尺寸更小、成本更低、維護(hù)更方便的多旋翼無(wú)人機(jī)參與執(zhí)勤待命，以供指揮中心派遣調(diào)度優(yōu)化對(duì)校園安全環(huán)境的掌控能力。5.2多機(jī)協(xié)同應(yīng)用的方案5.2.1多機(jī)協(xié)同應(yīng)用的功能指標(biāo)（1）要求滿足校園日常巡檢確保校園環(huán)境安全的需求的同時(shí)，無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)達(dá)到足以完成應(yīng)對(duì)同時(shí)多起突發(fā)事件的水平來(lái)確保無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的可靠性。（2）要求多架無(wú)人機(jī)在同一時(shí)間執(zhí)行任務(wù)時(shí)，執(zhí)勤無(wú)人機(jī)之間不會(huì)出現(xiàn)互相干擾甚至占用通信頻道的危險(xiǎn)事件發(fā)生。（3）要求多機(jī)協(xié)同配合運(yùn)行的過(guò)程中，應(yīng)該有秩序且順暢地執(zhí)行各自的規(guī)定任務(wù)，優(yōu)化無(wú)人機(jī)的規(guī)劃路徑避免無(wú)人機(jī)機(jī)組資源浪費(fèi)，同時(shí)提高無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)的有效性。5.2.2多機(jī)協(xié)同技術(shù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)流程圖5-1多機(jī)協(xié)同系統(tǒng)的運(yùn)行流程1.確定校園安防的空域工作：校園邊界的巡查和校內(nèi)安全的監(jiān)控。2.擬定應(yīng)對(duì)白天和和夜晚不同執(zhí)勤環(huán)境的工作方案：白天時(shí)段，主要使用無(wú)人直升機(jī)搭載圖傳設(shè)備對(duì)校園環(huán)境進(jìn)行巡視；夜晚時(shí)段，使用熱成像紅外設(shè)備對(duì)校園環(huán)境執(zhí)行監(jiān)控任務(wù)。3.區(qū)分日常工作與特殊情況應(yīng)對(duì)的工作內(nèi)容：日常工作中，僅需要一兩家無(wú)人機(jī)執(zhí)勤；在特殊情況下，在保持原有執(zhí)勤工作不影響的情況下派出制定功能的預(yù)備組的無(wú)人機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察。4.根據(jù)工作內(nèi)容和要求指標(biāo)采用具體的設(shè)備和技術(shù)：任務(wù)在高空、大范圍執(zhí)行，要求機(jī)動(dòng)性高的配備無(wú)人直升機(jī)執(zhí)勤相對(duì)安全可靠；低空、小范圍工作環(huán)境，要求無(wú)人機(jī)尺寸小的配備多旋翼無(wú)人機(jī)。技術(shù)要求有熱成像紅外、系留照明等。5.確定日常無(wú)人機(jī)巡檢組，準(zhǔn)備緊急應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)預(yù)備組：利用無(wú)人直升機(jī)靈活輕便速度快的特點(diǎn)作為日常白天的巡檢組，從而夜里使用熱成像設(shè)備替換直升機(jī)的任務(wù)載荷。從而緊急應(yīng)對(duì)組的無(wú)人機(jī)應(yīng)當(dāng)包含熱成像無(wú)人機(jī)、系留照明無(wú)人機(jī)。6.在校園內(nèi)環(huán)境為無(wú)人機(jī)機(jī)組進(jìn)行布局。5.3多機(jī)協(xié)同管理的分批輪崗方案所謂的多旋翼無(wú)人機(jī)輪崗，即在同時(shí)考慮無(wú)人機(jī)續(xù)航問(wèn)題和校園的持續(xù)監(jiān)察需要使多旋翼無(wú)人機(jī)在任務(wù)指定區(qū)域分批進(jìn)行工作，在第一批耗盡電量以后安排第二批無(wú)人機(jī)繼續(xù)進(jìn)行校園巡邏站崗達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)控校園情況的目的。5.3.1多旋翼無(wú)人機(jī)的分批輪崗方案分批輪崗方案的兩種細(xì)化方案：（1）使用一組多旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行并行地毯式巡檢，輪流依次對(duì)生活區(qū)到教學(xué)區(qū)，再由教學(xué)區(qū)到生活區(qū)的監(jiān)控。（2）使用兩組多旋翼無(wú)人機(jī)，分別同時(shí)地對(duì)生活區(qū)和教學(xué)區(qū)進(jìn)行校園巡檢。圖5-2北京理工大學(xué)珠海學(xué)院地圖全貌多架旋翼機(jī)分批輪崗方案的問(wèn)題分析：（1）第一種分化方案對(duì)設(shè)備要求大，對(duì)操作人員的人數(shù)要求多，總的來(lái)說(shuō)成本就變高了。（2）第二種分化方案比較符合這次研究的客觀要求，指揮中心可以在無(wú)人機(jī)的管控能力上多將重心放在師生活動(dòng)的生活區(qū)域，而在教學(xué)區(qū)尤其是夜晚時(shí)間段視情況減少對(duì)該區(qū)域的監(jiān)控。5.3.2區(qū)域重點(diǎn)系留與定時(shí)大面積巡航搭配方案為了盡量規(guī)避現(xiàn)階段民用無(wú)人機(jī)普遍續(xù)航時(shí)間較短的問(wèn)題采用無(wú)人機(jī)的系留技術(shù)使無(wú)人機(jī)保持長(zhǎng)時(shí)間懸停在固定位置的空中，從而使用無(wú)人機(jī)持續(xù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)或者為現(xiàn)場(chǎng)提供照明，比如為大型活動(dòng)會(huì)場(chǎng)提供空中照明或者進(jìn)行持續(xù)性的高空拍攝等。與此同時(shí)，利用無(wú)人直升機(jī)行動(dòng)快速、巡邏高效的特點(diǎn)對(duì)校園的外圍進(jìn)行邊界巡邏監(jiān)控。區(qū)域重點(diǎn)系留與定時(shí)大面積巡航搭配方案的分析：（1）這是一種劃重點(diǎn)監(jiān)控且兼顧校園外圍環(huán)境的方案，但除了在人群比較集中的場(chǎng)所和緊急情況使用之外，在日常執(zhí)勤中會(huì)比較少被應(yīng)用。5.4多機(jī)協(xié)同應(yīng)用的技術(shù)布局5.4.1設(shè)備條件表格5-1多機(jī)協(xié)同條件裝備清單飛行器珠海市紫燕無(wú)人直升機(jī)、中山市漢鯤多旋翼無(wú)人機(jī)、大疆經(jīng)緯M200無(wú)人機(jī)通信鏈路1.4G圖傳、830Mhz數(shù)傳地面控制站硬件：電腦；軟件：紫燕地面站PC端、RoflyingGCS有效任務(wù)載荷熱成像紅外探測(cè)器、照明燈、10倍單光吊艙5.4.2技術(shù)要求1.《中華人民共和國(guó)無(wú)線電頻率劃分規(guī)定》中規(guī)定840.5~845MHz用于無(wú)人機(jī)的上行控制鏈路、1430~1444MHz用于無(wú)人機(jī)的下行信息傳輸鏈路、2408~2440MHz用于無(wú)人機(jī)下行鏈路。2.參考《民用無(wú)人機(jī)駕駛員管理規(guī)定》、《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定（試行）》、《飛行禁區(qū)規(guī)定》等有關(guān)于低慢小無(wú)人機(jī)的民航法律規(guī)定。3.專業(yè)的技術(shù)保障人員和職業(yè)的無(wú)人機(jī)飛手。

6結(jié)論6.1總結(jié)研究意義：近些年來(lái)校園事故經(jīng)常發(fā)生，然而校園安保人為的執(zhí)勤管理范圍有限、發(fā)現(xiàn)案情遲滯和處理事件效率低。加入無(wú)人機(jī)作為校園安防的裝備，不僅僅是為校園警方練成了“千里眼”和“順風(fēng)耳”這么簡(jiǎn)單，而且更是將校園警務(wù)的二維平面化的巡防管理提高了一個(gè)維度，使校園的安防體系變成一個(gè)三維的監(jiān)控體系，對(duì)日益突顯的校園安全問(wèn)題的解決是一個(gè)極其重要的突破口。研究目標(biāo)：通過(guò)無(wú)人機(jī)與指揮中心的配合，在視野開(kāi)闊的樓層高出放置一根天線，地面控制站發(fā)出的控制信號(hào)通過(guò)數(shù)傳設(shè)備放大從而進(jìn)行對(duì)無(wú)人機(jī)的人為的指揮控制。同時(shí)，無(wú)人機(jī)可以通過(guò)圖傳發(fā)送端發(fā)送圖像數(shù)據(jù)給地面控制站，地面控制站通過(guò)圖傳接收端將數(shù)據(jù)歸整顯示或者傳送到其他設(shè)備顯示或儲(chǔ)存，便于安保人員監(jiān)控校園的大局環(huán)境。系統(tǒng)特點(diǎn)：操作方便、智能實(shí)用、靈活輕便。論文主要工作：（1）研究無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)的組成部分和對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀和學(xué)習(xí)。（2）實(shí)現(xiàn)夜晚環(huán)境下無(wú)人機(jī)的巡航布控，解決在燈光環(huán)境差的監(jiān)控問(wèn)題。使用熱成像紅外技術(shù)使指揮中心看得見(jiàn)行動(dòng)目標(biāo)，引導(dǎo)校安保對(duì)可疑人員進(jìn)行監(jiān)視和進(jìn)一步的取證操作或進(jìn)一步處理問(wèn)題；（3）使用合適的設(shè)備和技術(shù)手段使無(wú)人機(jī)高質(zhì)量完成圖像采集和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送工作，并且在指揮中心的監(jiān)控顯示器上清晰顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控獲得的影像；（4）制定無(wú)人機(jī)在白天、夜晚不同時(shí)間段的無(wú)人機(jī)巡檢方案和不同機(jī)組力量時(shí)的巡航路徑規(guī)劃。（5）根據(jù)無(wú)人機(jī)的不同功能類(lèi)型設(shè)計(jì)針對(duì)集中人群和分散人群的無(wú)人機(jī)執(zhí)勤方案，即區(qū)域重點(diǎn)系留監(jiān)控兼大范圍巡檢方案和多架無(wú)人機(jī)分批輪崗方案。6.2未來(lái)的展望與設(shè)想日新月異的今天，甚至說(shuō)在我敲著鍵盤(pán)打字的時(shí)候，無(wú)人機(jī)技術(shù)正在以很快的速度被研究著，在短時(shí)間內(nèi)一項(xiàng)技術(shù)被另一項(xiàng)更優(yōu)秀的技術(shù)所替代。現(xiàn)在北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的布局完成時(shí)間近在眼前，5G通信技術(shù)正在被推廣建設(shè)，還有大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等等技術(shù)都日漸成熟并且正在慢慢走進(jìn)我們的生活。政策導(dǎo)向軍民融合，未來(lái)人們的生活無(wú)疑都將被先進(jìn)科技水平的研究成果所影響。我相信在未來(lái)的幾年時(shí)間內(nèi)，無(wú)人機(jī)的運(yùn)行操作更加智能。（1）巡檢系統(tǒng)的通信系統(tǒng)結(jié)合5g通信技術(shù)，完成更高速幾乎零延時(shí)的圖像傳輸工作，在真正意義上達(dá)到“實(shí)時(shí)監(jiān)控”的目的。（2）無(wú)人機(jī)智能校園巡檢系統(tǒng)應(yīng)用臉部識(shí)別技術(shù)對(duì)可以任務(wù)進(jìn)行身份識(shí)別及時(shí)發(fā)現(xiàn)作案嫌疑人身份或者區(qū)分是否校內(nèi)人員。（3）系統(tǒng)增加車(chē)輛識(shí)別技術(shù)，對(duì)流動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行追蹤，警告驅(qū)趕違規(guī)入校車(chē)輛。（4）使用多機(jī)協(xié)同技術(shù)，進(jìn)行無(wú)人機(jī)與無(wú)人機(jī)之間的任務(wù)配合，達(dá)到物資利用的最優(yōu)化結(jié)果。（5）構(gòu)建一個(gè)自動(dòng)充電系統(tǒng)，為無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)7*24小時(shí)計(jì)劃續(xù)航。使用無(wú)人機(jī)的精準(zhǔn)降落技術(shù)讓無(wú)人機(jī)降落在指定位置，事先設(shè)計(jì)好的自動(dòng)化機(jī)械裝置感應(yīng)無(wú)人機(jī)執(zhí)行操作使無(wú)人機(jī)與電源接口對(duì)接進(jìn)行充電。

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附錄A圖1-1南京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的“曙光”遠(yuǎn)程操控?zé)o人旋翼飛行器圖2-1無(wú)人機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)原理圖圖2-2珠海紫燕無(wú)人機(jī)公司研發(fā)的山雀S1圖23紫燕山雀回傳的實(shí)時(shí)圖像畫(huà)面圖2-4紫燕無(wú)人機(jī)地面站軟件界面圖3-1監(jiān)控與指揮中心的組織結(jié)構(gòu)圖3-2無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的范圍劃分圖3-3無(wú)人機(jī)自動(dòng)停機(jī)倉(cāng)圖3-4無(wú)人機(jī)偵查演示路線（讀書(shū)島）圖3-5無(wú)人直升機(jī)任務(wù)規(guī)劃演示線路圖3-6無(wú)人直升機(jī)任務(wù)規(guī)劃單環(huán)線路圖3-7無(wú)人機(jī)巡檢的雙環(huán)分工路線圖4-1中山漢鯤中山漢鯤自研“光伏運(yùn)維無(wú)人機(jī)S6”圖4-2“光伏運(yùn)維無(wú)人機(jī)S6”搜救演示圖4-3卓翼智能“天樞A3”輕型六旋翼系留無(wú)人機(jī)圖4-4“天樞A3”高空應(yīng)急照明圖4-5夜晚模式的運(yùn)行流程圖5-1多機(jī)協(xié)同系統(tǒng)的運(yùn)行流程圖5-2北京理工大學(xué)珠海學(xué)院地圖全貌

B表格2-2“山雀S1”產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表格4-1“光伏運(yùn)維無(wú)人機(jī)S6”的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表格4-2紅外熱成像無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)表格4-3“天樞A3”產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表格5-1多機(jī)協(xié)同條件裝備清單

謝辭時(shí)光匆匆，白駒過(guò)隙，昨天跟母親兩人來(lái)到北京理工大學(xué)珠海學(xué)院的航空學(xué)院報(bào)到的場(chǎng)景此時(shí)歷歷在目，眼前時(shí)間已經(jīng)過(guò)去將近四年的時(shí)間，我在不知不覺(jué)中度過(guò)自己的大學(xué)時(shí)光。在這里，我感謝航空學(xué)院的熊治國(guó)教授，是熊教授在兼顧教學(xué)任務(wù)的同時(shí)指導(dǎo)我的論文寫(xiě)作，在我的論文寫(xiě)作過(guò)程中提供很多指點(diǎn)迷津的建議和指導(dǎo)。我記得熊老師對(duì)我在學(xué)習(xí)上的一些教誨，從而我領(lǐng)會(huì)到學(xué)習(xí)研究工作應(yīng)該要去查資料去實(shí)踐而不是進(jìn)行空想主義。這一些話我會(huì)銘記在心，在以后的道路上不斷勉勵(lì)自己不斷進(jìn)步做一個(gè)對(duì)社會(huì)有價(jià)值得人。我感謝我在大學(xué)遇到的室友，是和諧的宿舍環(huán)境讓我的大學(xué)學(xué)習(xí)生活更加幸福和輕松；我感謝在一起上課的同學(xué)們，是友好的互助互享讓我在大學(xué)里面成長(zhǎng)得更快，學(xué)習(xí)到更多知識(shí)；我感謝遇到的每一件事和每一個(gè)人，這些都是我大學(xué)生活不能缺少的構(gòu)成部分，哪怕是失敗、受傷的經(jīng)歷。我感謝我的大學(xué)四年，經(jīng)歷了很多也成長(zhǎng)了很多。我還要感謝我的學(xué)院，北理珠航空學(xué)院。您為我提供了良好的教育設(shè)施、優(yōu)秀的師資力量、優(yōu)質(zhì)的專業(yè)課程，讓我成長(zhǎng)。學(xué)院里的每一個(gè)老師總是孜孜不倦的回答我們學(xué)生的問(wèn)題，老師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度更是讓我們肅然起敬。我還要感謝我的父母，是我的母親一邊挑著生活的重?fù)?dān)一邊堅(jiān)決支持我繼續(xù)求學(xué)，為我提供物資支持，包容我和相信我，感謝你們。

電腦無(wú)法識(shí)別U盤(pán)該怎么辦HYPERLINK電腦無(wú)法識(shí)別U盤(pán)怎么辦?打開(kāi)我的電腦上單擊右鍵，在快捷菜單里，選擇“管理”，打開(kāi)“計(jì)算機(jī)管理”窗口。在計(jì)算機(jī)管理窗口里，選擇“存儲(chǔ)”下面的“磁盤(pán)管理”，如果看得到?jīng)]有盤(pán)符的U盤(pán)，那么在這個(gè)U盤(pán)上按鼠標(biāo)右鍵，選擇“更改驅(qū)動(dòng)器名稱和路徑”選項(xiàng)，就打開(kāi)了“更改……的驅(qū)動(dòng)器號(hào)和路徑”對(duì)話框。再點(diǎn)擊“更改”按鈕，打開(kāi)“更改驅(qū)動(dòng)器號(hào)和路徑”的對(duì)話框，在“指定以下驅(qū)動(dòng)器號(hào)”的右邊下拉列表里，選擇你希望分配給U盤(pán)的驅(qū)動(dòng)器號(hào)，盡可能靠后選擇，比如X、Y、Z，選擇好后，單擊確定按鈕，回到上一次“更改……的驅(qū)動(dòng)器號(hào)和路徑”對(duì)話框窗口，再一次單擊確定，就回到“計(jì)算機(jī)管理”窗口。至此，如果一切正常，就給U盤(pán)單獨(dú)設(shè)置了一個(gè)長(zhǎng)久使用的驅(qū)動(dòng)器號(hào)，并卻，不受虛擬驅(qū)動(dòng)器的影響了。建議將U盤(pán)插到電腦上，看任務(wù)欄中是否顯示圖標(biāo)，如果顯示，在我的電腦點(diǎn)右鍵查看屬性——高級(jí)——硬件——設(shè)備管理器——查看里面是否有問(wèn)號(hào)的設(shè)備，在問(wèn)號(hào)設(shè)備上點(diǎn)右鍵——更新驅(qū)動(dòng)程序然后下一步——否暫時(shí)不連接到網(wǎng)絡(luò)——下一步自動(dòng)安裝軟件（推薦）就可以了另外：系統(tǒng)不認(rèn)U盤(pán)的幾種處理方法1.禁用主板usb設(shè)備。管理員在CMOS設(shè)置里將USB設(shè)備禁用，并且設(shè)置BIOS密碼，這樣U盤(pán)插到電腦上以后，電腦也不會(huì)識(shí)別。這種方法有它的局限性，就是不僅禁用了U盤(pán)，同時(shí)也禁用了其他的usb設(shè)備，比如usb鼠標(biāo)，usb光驅(qū)等。所以這種方法管理員一般不會(huì)用，除非這臺(tái)電腦非常重要，值得他舍棄掉整個(gè)usb總線的功能。但是這種屏蔽也可以破解，即便設(shè)置了密碼。整個(gè)BIOS設(shè)置都存放在CMOS芯片里，而COMS的記憶作用是靠主板上的一個(gè)電容供電的。電容的電來(lái)源于主板電池，所以，只要把主板電池卸下來(lái)，用一根導(dǎo)線將原來(lái)裝電池的地方正負(fù)極短接，瞬間就能清空整個(gè)CMOS設(shè)置，包括BIOS的密碼。隨后只需安回電池，自己重新設(shè)置一下CMOS，就可以使用usb設(shè)備了。（當(dāng)然，這需要打開(kāi)機(jī)箱，一般眾目睽睽之下不大適用~~）2.修改注冊(cè)表項(xiàng)，禁用usb移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。打開(kāi)注冊(cè)表文件，依次展開(kāi)"HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\usbehci”雙擊右面的“Start”鍵，把編輯窗口中的“數(shù)值數(shù)據(jù)”改為“4”，把基數(shù)選擇為“十六進(jìn)制”就可以了。改好后注銷(xiāo)一下就可以看見(jiàn)效果了。為了防止別人用相同的方法來(lái)破解，我們可以刪除或者改名注冊(cè)表編輯器程序。提示：“Start”這個(gè)鍵是USB設(shè)備的工作開(kāi)關(guān)，默認(rèn)設(shè)置為“3”表示手動(dòng)，“2”是表示自動(dòng)，“4”是表示停用。3.在computermanagement里將removablestorage的使用權(quán)限禁止。computermanagement是一個(gè)windows管理組件，可以在控制面板——管理工具——計(jì)算機(jī)管理打開(kāi)。在該工具窗口中storage——removablestorage——property中，general項(xiàng)，可以控制系統(tǒng)托盤(pán)是否顯示security則可以管理移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的使用權(quán)限。在security中將普通用戶的使用權(quán)限降低，就可以達(dá)到禁用u盤(pán)的目的。破解的方法也很簡(jiǎn)單，管理員降低普通用戶移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的使用權(quán)限，但未必禁用computermanagement的使用權(quán)限。普通用戶可以通過(guò)這個(gè)工具解除usb移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備的使用權(quán)限限制。另外，值得一提的是，如果u盤(pán)插到電腦上后可以驅(qū)動(dòng)，但是我的電腦里卻沒(méi)有盤(pán)符，很有可能是管理員改動(dòng)了u盤(pán)的默認(rèn)盤(pán)符，使得我的電腦不能識(shí)別。這種情況，可以在movablestorage中看到u盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。可以在u盤(pán)驅(qū)動(dòng)器屬性設(shè)置里為u盤(pán)重新分配一個(gè)盤(pán)符，再重新插拔一次u盤(pán)，就可以在我的電腦里看到u盤(pán)的盤(pán)符了。一、首先可以將該U盤(pán)換到別的機(jī)器上，看使用是否正常。如果排除了硬件損壞的可能，一般就是軟件方面有問(wèn)題。在WindowsXP+SP1操作系統(tǒng)下，有些USB2.0設(shè)備的確常常出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的問(wèn)題，可以試試安裝設(shè)備自帶的USB2.0驅(qū)動(dòng)程序。另外最好不要使用USB延長(zhǎng)線，防止因?yàn)楣╇姴蛔愣斐刹环€(wěn)定現(xiàn)象。如果仍無(wú)效，可以在主板BIOS設(shè)定中，將USB接口強(qiáng)行設(shè)置為USB1.1傳輸速率。二、（適用于WIN98）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，進(jìn)入主板BIOS設(shè)置，檢查BIOS中USB的相關(guān)選項(xiàng)是否已經(jīng)打開(kāi)：OnChipUSB設(shè)定為Enabled；USBController設(shè)定為Enabled；PNPOSInstalled設(shè)定為Yes；AssignIRQForUSB設(shè)成Enabled。要正常使用USB設(shè)備首先要開(kāi)啟USB接口，在主板BIOS里可以進(jìn)行此項(xiàng)工作，一般來(lái)說(shuō)只需在BIOS中進(jìn)入ChipsetFeatures設(shè)置，并將USBKeyborad/MouseLegacy選項(xiàng)設(shè)定為Enable，就能夠保證在操作系統(tǒng)下使用USB鍵盤(pán)了。這些選項(xiàng)的作用是打開(kāi)主板芯片組對(duì)USB設(shè)備的完全支持，為系統(tǒng)識(shí)別USB設(shè)備做準(zhǔn)備工作。三、USB口接觸不好處理辦法：拔下，等十秒鐘再插上USB口，使接觸完好；五、閃存盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序沒(méi)有安裝完成(WIN98系統(tǒng)下)處理辦法：鼠標(biāo)點(diǎn)“我的電腦”，選擇屬性找到“通用串行總線”，刪除其中的USBMASSSTORAGE項(xiàng)，再點(diǎn)擊“刷新”，然后按照提示重新安裝一次驅(qū)動(dòng)程序。六、接其它USB設(shè)備(如掃描儀、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī))時(shí)可以正常使用，接優(yōu)盤(pán)時(shí)閃指示燈不亮，不能夠使用。1、檢查優(yōu)盤(pán)與電腦的聯(lián)接是否正常，并換用其它USB接口測(cè)試。2、檢查設(shè)備管理器，看是否出現(xiàn)”通用總線設(shè)備控制器”條目，如果沒(méi)有，請(qǐng)將電腦主板BIOS中USB接口條目*激活(ENABLE)。3、如果電腦安裝過(guò)其它類(lèi)型USB設(shè)備，卸載該設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，并首先安裝優(yōu)盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序。4、到其它電腦試用此優(yōu)盤(pán)，確認(rèn)是否優(yōu)盤(pán)不良。七、啟動(dòng)型優(yōu)盤(pán)在的電腦上無(wú)法實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，可能是主板型號(hào)不支持。如何判斷一塊主板是否支持閃存盤(pán)啟動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)型優(yōu)盤(pán)是采用模擬USB軟驅(qū)和USB硬盤(pán)的方式啟動(dòng)電腦的。只要電腦主板支持USB設(shè)備啟動(dòng)，即BIOS的啟動(dòng)選項(xiàng)中有USB-FDD、USB-HDD或是其它類(lèi)似的選項(xiàng)，就可以使用啟動(dòng)型優(yōu)盤(pán)啟動(dòng)電腦。八、第一次在電腦上使用優(yōu)盤(pán)，未出現(xiàn)提示發(fā)現(xiàn)新硬件的窗口，驅(qū)動(dòng)程序無(wú)法安裝的原因可能是：1、主板usbcontroller未啟用解決辦法:在電腦主板BIOS中啟用此功能。2、usbcontroller已經(jīng)啟用但運(yùn)行不正常解決辦法:在設(shè)備管理器中刪除”通用串行控制器”下的相關(guān)設(shè)備并刷新。3、優(yōu)盤(pán)被電腦識(shí)別異常，在設(shè)備管理器中表現(xiàn)為帶有黃色？或！的”其它設(shè)備”或“未知設(shè)備”。解決辦法:刪除此設(shè)備并刷新。九、大容量的U盤(pán)(例如兼具M(jìn)P3播放器或錄音功能的U盤(pán))或移動(dòng)硬盤(pán)在電腦上無(wú)法正常使用，雖然系統(tǒng)提示找到了未知的USB設(shè)備，但無(wú)法正確識(shí)別U盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)。原因可能是：1．USB接口供電不足:系統(tǒng)為每個(gè)USB接口分配了500mA的最大輸出電流，一般的U盤(pán)只需要100mA的工作電流，因此在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題。大多數(shù)移動(dòng)硬盤(pán)所使用的是普通的2.5英寸硬盤(pán)，其工作電流介于500mA~1000mA之間，此時(shí)假如僅僅通過(guò)USB接口供電，當(dāng)系統(tǒng)中并無(wú)其他USB設(shè)備時(shí)，那么還是可以勉強(qiáng)使用的，但如果電壓不穩(wěn)的話，就隨時(shí)可能出現(xiàn)供電不足的問(wèn)題。特別是使用支持USB2.0的移動(dòng)硬盤(pán)時(shí)，情況最為嚴(yán)重。另外，如果你的筆記本電腦使用電池供電，那么USB接口所分配的電量就更小了。2．使用了外接的USB擴(kuò)展卡:在筆記本電腦中使用USB2.0的U盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)時(shí)，如果筆記本電腦不支持USB2.0技術(shù)，一般必須通過(guò)PCMCIA卡轉(zhuǎn)USB2.0的擴(kuò)展卡來(lái)間接實(shí)現(xiàn)支持，這些擴(kuò)展卡基本上都采用NEC公司的D720100AGMUSB控制芯片，少則提供兩個(gè)USB2.0接口，多則提供五個(gè)USB2.0接口，對(duì)一般用戶而言足夠使用了。由于PCMICA接口提供的電源功率比板載USB接口要小，這樣就會(huì)由于供電不足而導(dǎo)致移動(dòng)硬盤(pán)工作的出現(xiàn)問(wèn)題。解決方案:1.它從USB連接線上接移動(dòng)硬盤(pán)的一端引出一根轉(zhuǎn)接線，可以插入電腦背后的PS/2接口取電，這里可以比USB接口提供更大的電流輸出。2.利用電源補(bǔ)償線(也稱“鍵盤(pán)取電線”)，如果U盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)的包裝盒中提供了選配的電源適配器，你就可以直接使用外接電源，這樣就可以從根本上避免供電不足的情況發(fā)生了前置USB線接錯(cuò)。當(dāng)主板上的USB線和機(jī)箱上的前置USB接口對(duì)應(yīng)相接時(shí)把正負(fù)接反就會(huì)發(fā)生這類(lèi)故障，這也是相當(dāng)危險(xiǎn)的，因?yàn)檎?fù)接反很可能會(huì)使得USB設(shè)備燒毀。所以盡量采用機(jī)箱后置的USB接口,也少用延長(zhǎng)線.也可能是斷口有問(wèn)題,換個(gè)USB端口看下.USB接口電壓不足。當(dāng)把<ahref="mobileharddisk">移動(dòng)硬盤(pán)</a>接在前置USB口上時(shí)就有可能發(fā)生系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別出設(shè)備的故障。原因是<ahref="">移動(dòng)硬盤(pán)</a>功率比較大要求電壓相對(duì)比較嚴(yán)格，前置接口可能無(wú)法提供足夠的電壓，當(dāng)然劣質(zhì)的電源也可能會(huì)造成這個(gè)問(wèn)題。解決方法是<ahref="">移動(dòng)硬盤(pán)</a>不要接在前置USB接口上，更換劣質(zhì)低功率的電源或盡量使用外接電源的硬盤(pán)盒，假如有條件的話。主板和系統(tǒng)的兼容性問(wèn)題。呵呵這類(lèi)故障中最著名的就是NF2主板與USB的兼容性問(wèn)題。假如你是在NF2的主板上碰到這個(gè)問(wèn)題的話，則可以先安裝最新的nForce2專用USB2.0驅(qū)動(dòng)和補(bǔ)丁、最新的主板補(bǔ)丁和操作系統(tǒng)補(bǔ)丁，還是不行的話嘗試著刷新一下主板的BIOS一般都能解決。系統(tǒng)或BIOS問(wèn)題。當(dāng)你在BIOS或操作系統(tǒng)中禁用了USB時(shí)就會(huì)發(fā)生USB設(shè)備無(wú)法在系統(tǒng)中識(shí)別。解決方法是開(kāi)啟與USB設(shè)備相關(guān)的選項(xiàng)。就是開(kāi)機(jī)按F2或DEL鍵,進(jìn)入BIOS,把enableusbdevice選擇enable。拔插要小心,讀寫(xiě)時(shí)千萬(wàn)不可拔出,不然有可能燒毀芯片。XP中任務(wù)欄中多出USB設(shè)備的圖標(biāo)，打開(kāi)該圖標(biāo)就會(huì)在列表中顯示U盤(pán)設(shè)備，選擇將該設(shè)備停用,然后你再拔出設(shè)備，這樣會(huì)比較安全。

其實(shí)判斷軟件硬件問(wèn)題很簡(jiǎn)單,在別的機(jī)器或換個(gè)系統(tǒng)試試就可以了.有些小的問(wèn)題不妨先用專門(mén)軟件格式化下.還有提醒大家W