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首先我们要知道为什么要用无人机来进行航空摄影测量。
早期的航测是利用卫星影像的,可是目前我国卫星影像获取存在一些问题:
卫星重返周期和云层遮挡等原因会造成时间分辨率差,无法得到及时有效的卫星影像,卫星影像获取周期一般以月为计算单位,在多云地区,甚至一年以上无法取得数据;所以我国民用卫星遥感数据99%的采购自国外卫星。
据统计,我国卫星影像请求数据的成功率仅为千分之三;
商业卫星空间分辨率有限,性能最好的卫星“视界2号”仅为0.4M,但是无人机的空间分辨率可达到0.05M。
无人机作业高度为400-800米,具有云下飞行能力,可以及时获取卫星无法采集的数据信息,同卫星相比时效性更为明显,基于无人机采集数据构建的网络也是卫星的重要补充。
所以目前无人机代替有人机进行航空测绘航空拍摄、监控是一种趋势。
与传统有人机相比无人机的优势也更为明显:
首先从使用成本上无人机也要比有人机降低很多;
其次有人机飞行高度在3千~4千米,对空中管制和气象条件要求非常苛刻;
有人机要专用的跑道和转场,无人机则无需跑道,使用起来非常便利。
重要的是无人机具有载人机没有光学优势。
无人机获取的低空光能量信息是有人机没办法做到的。
无人机低速航测的理论依据,
所以只有低速才能把地面景物拍的更清晰细致,精度更高信噪比更小,再加上长航时大载荷,这样的无人机就满足了我们和航测的精度要求了。
通过以上的讲解,我们就知道了航测工作到底是需要什么样性能的无人机了。
基于航测任务我们易飞航拍研发了YF800航测专用无人机:
本机采用传统布局,前拉发动机,后三点式滑橇起落架,可以弹射起飞和伞降。该机型比较轻巧,对起飞降落场地要求不高,比较容易操作,抗冲击能力较强,航程250公里左右,是航测航拍的比较理想的一个机型。
航测用户有时除了航片外还想获得一些实事的地面影像的信息,拍摄视频不同于拍照片,速度越低姿态越稳定视频图像的效果就越好,因此我们智能鸟又开发了低速长航时大载荷的YF8000型伞翼油动固定翼无人机,在满足航片拍摄的同时也可以加载小型视频设备进行图像拍摄。
并且这种伞翼机,操控简单,飞行安全,可靠性高,简单的培训就可以上手,是一款性能优良的航测智能无人机。
航空拍摄除了带精度的航测任务以外,还有很多任务是不需要太大的精度要求的,但是对画面质量要求很高,比如广告影视剧大场面航拍、企业或房地产楼盘宣传片的空中拍摄,电力塔线监察等这些空中任务是需要摄像机停在空中,获取高清图片或视频以供使用者编辑研究的,所以我们推出了易飞无人机电动六旋翼无人机:
该机型可以搭载数码相机或摄像机垂直起降在空中进行悬停航拍,安全可靠操作简单,是空中视频采集的理想选择。
对于想要更方便更快速的图像视频采集的客户,我们还有一种单兵电动皮筋弹射型的固定翼的无人机yf2600,该无人机由皮筋弹射起飞,降落方式为伞降,非常方便,很适合应急的视频监控拍摄任务。
因此,无人机选型一定要根据用户的需求来确定,什么样的需求就选用什么类型的无人机,这样才能发挥无人机的最大作用。
目前,易飞无人机也在不断根据客户需求进行着研发,我们的目标就是制造操作简单易用的,性价比高的智能鸟无人机,使我们的客户以最小的成本完成航拍航测的任务。给无人机用户带来更多的便利。
随着国内无人机民用和军用市场需求的快速增长,无人机已成为中飞的重点发展方向。目前无人机主要有两大系列:无人直升机和固定翼无人机,具有不同型号的无人机,主要应用于电力架线,巡线;铁路公路选址;航拍;环境监测,洪汛监控,安防监控,森林防火,海事监控;石油管道巡视等。
各种严重的自然灾害后,可以第一时间让无人直升机飞入电力事故区域进行监测,赢取抢修时间;电力拉线作业中,无人直升机也可以充分发挥其飞行灵活操作简单的特点;无人直升机搭载专用的电力巡线设备之后,就可以对山区,峡谷等地段的电力线路进行巡线作业;无人直升机电力巡线系统的工作效率高,大大降低了电力巡线的成本。山区,峡谷等地段的电力线路进行巡线作业;电力抢修,电力拉线;电力突发事故处理。
HIUAV智能无人巡航机采用美国进口无人机系统技术,以无人直升机为载体由无线电地面遥控飞行或/和自主控制飞行系统组成的可垂直起降不载人飞行器为主体,其飞行能力为其它飞行器所不具备, 能在有效载重范围内搭载各种精密仪器及航拍设备执行多种高危工种及有人驾驶直升机无法完成的任务,适用于电力系统维护及其他各种行业。我们拥有强大的技术研发团队,成熟稳定的产品技术。致力于打造最专业的智能无人巡航机,带领行业走向辉煌的未来。
无人机电力巡线解决方案
纵横千里的电力线缆和石油、天然气管道为国民经济和居民的日常生活提供着重要的能源。为了保证能源传输的安全,防止自然和人为原因对这些管线的破坏或不法分子盗取资源,必须对它们进行定期巡查。对能源管线巡查是个困难的工作,一方面这些管线往往会经过人烟稀少的荒野和崎岖险峻的山区,在这些地区进行人工巡查工作非常危险;另一方面这些管线跨越的区域非常大,靠人力和地面车辆进行巡查效率很低,很难快速发现各种故障隐患和安全威胁。
HIUAV四旋翼微型无人飞行器系统,可以使您让飞行器通过事先的航行规划沿着管线的走向进行自动飞行拍摄,从而让您的视线从地面一下子上升到几百米的空中,高效地完成大范围的常规巡检,及时发现辖区内管线被破坏和盗取的明显迹象。
您也可以通过遥控器简单灵活地操控易瓦特四旋翼微型无人飞行器系统,让飞行器代替您爬上那些崎岖的山梁和高耸的电塔,近距离悬停观察管线的细节,小到一个阀门螺丝一个电线磁瓶都可以看得清清楚楚,从而帮助您轻松地发现各种细微的故障所在。
无人机在农业系统的运用
农业是最古老的产业。中国自古以农立国,具有上万年的农业发展史。过去50年,尤其是改革开放后的30年,中国在农业发展上取得了举世瞩目的成就。但在从传统农业向现代农业转变的过程中,尚未从根本上改变 100多年来造成的落后状态。农业生产力的发展还主要凭借直接经验和手工畜力农具,与经济发达国家相比有不小差距。虽然我国农业机械化自动化在农作物播种,收割方面取得了巨大成就。但农药喷洒仍然是传统的人工操作方法,也是我国乃至世界各国实现农业机械化的最大瓶颈。农业生物灾害每年都会给我国造成巨大损失,常年发生灾害面积超过30亿亩次,损失粮食15%、棉花25%以上,严重制约了我国农产品产量与质量的提高。而喷洒杀虫药也一直是田间最累,最伤害人员健康的事。全国每年杀虫药出产性中毒以及非出产性中毒人次高达10万多人,致死率约20%。极大的影响了农业安全管理。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计,想必更是一个惊人数字。而发达国家近20年来一直都用无人机进行农药喷洒。
无人机应用于农业系统
农药喷洒
农用无人直升机优点
1.高效
施药效率高,使用载重量32KG的无人机,1架飞机每分钟可完成施药约2亩,每小时完成超过100亩。
2.优质
GPS导航,自动规划航线,自主按航线飞行并可自主接力,可以减少人工漏喷重喷的现象,提升施药质量,作业高度低,可贴近作物2-3米,加之旋翼向下的巨大旋力产生的气流,农药雾流对作物从上到下的穿透力强,飘移少,高效环保。
3.全能
由于是空中飞行,不会留下辙印和损坏农作物,特别适合地面设备无法行走的水稻,中后期的玉米甘蔗等作物,以及森林病虫害。
4.安全
施药人员摇控操作施药,远离施药环境,避免近距离接触农药导致的健康危害。
5.便利
可空中悬停,垂直起降,需要起降场地小,可在田间地头起降,起降灵活,特别适用于中国土地集中度不高的国情。
6.节水节药成本低
无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量,节约90%的用水量,这将很大程度的降低了资源成本。无人直升机折旧率低、油量消耗小、单位作业人工成本不高、易于维修
湖北易瓦特科技有限公司的农用无人直升机还具备以下功能:
A.全自动智能自主定速,定高巡航飞行,可在沿水平方向飞行的同时,沿垂直方向等速度爬坡飞行,地面视频系统,可实时视频监控施药作业过 程。
B.变量喷雾系统,随飞行速度调速施药量,恒定每亩农药的用量。
C.无药返航坐标记忆,加药自主接续飞行施药,避免漏喷重喷。
D.作业面积自动记录系统,准确统计作业面积
农业保险勘查
当遇到大范围或大面积自然灾害时,农作物查勘定损工作量极大,其中最难以准确界定的就是损失面积问题。面对此种状况,无人飞机具有机动快速的响应能力、高分辨率图像和高精度定位数据获取能力、多种任务设备的应用拓展能力、便利的系统维护等技术特点可以高效的处理这种工作量极大的任务。通过航拍查勘获取的航拍成果数据、对航拍图片的后期处理与技术分析,并与实地丈量结果进行比较校正,农业保险公司可以更为准确地测定实际受灾面积,进行农业保险灾害损失勘察,不仅提高了勘察效率,也大大降低了人为因素导致的定损结果的误差。
液体喷洒装置
在航空测绘的应用
以全球卫星定位技术、遥感技术和地理信息系统技术为代表的高新测绘技术在世界范围内趋于成熟并在我国多个行业广泛投入使用,使传统测绘发生了革命性的变化。极大地提高了外业测绘的生产效率,减轻了劳动强度。传统的测绘生产主体模式已发生根本性变化,产品由模拟形式转为数字形式,大量的外业测量被室内地理信息采集所取代。地理信息的采集、存贮、加工和分发已成为一种全新的概念
随着市场经济体制的建立和不断完善,测绘市场发育趋向成熟。首先,测绘产品的需求不断增大,服务领域不断拓宽。近年来,除传统用户外,电信、公安、环保、金融等行业的需求不断增长,测绘产品的服务面几乎覆盖了国民经济的所有行业,初步实现了测绘为国民经济建设、国防、民众和政府服务的行业目标,充分显示了测绘行业的重要性
传统测绘和无人机测绘的对比
人工测量 劳动强度大,效率低
载人飞机航拍 使用成本高,飞行手续繁琐,使用频率低,维护费用高,安全成本高
无人机系统 使用成本低,机动灵活,载荷多样性,用途广泛,操作简单,安全可靠
HIUAV无人机系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息,获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据,结合像素工厂进行信息处理和分析。所得的数据将生成DEM、三维正射影像图、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据,便于进行各类环境下应用系统的开发和应用。
像素工厂( Pixel Factory ) 是当今世界一流的遥感影像自动化处理系统。集自动化、并行处理、多种影像兼容性、远程管理等特点于一身,代表了当前遥感影像数据处理技术的发展方向,主要用于地形图测绘、城市规划、城市环境变化监测等。像素工厂是一套用于大型生产的遥感影像处理系统,通常具有若干个强大计算能力的计算结点,输入数码影像、卫星影像或者传统光学扫描影像,在少量人工干预的条件下,经过一系列的自动化处理,输出包括DSM、DEM、正射影像和真正射影像等产品,并能生成一系列其他中间产品。
无人机在应急救援指挥中的运用
中国每年因自然灾害、事故灾害和社会安全事件等突发公共事件造成的人员伤亡逾百万,经济损失高达数千亿。目前,我国正处在突发性公共事件的高发期,而且在未来很长一段时间内都将面临突发性公共事件所带来的严峻考验。
中国幅员辽阔,地理气候条件复杂,自然灾害种类多且发生频繁,除现代火山活动导致的灾害外,几乎所有的自然灾害,如水灾、旱灾、地震、台风、风雹、雪灾、山体滑坡、泥石流、病虫害、森林火灾等,每年都有发生。自然灾害表现出种类多、区域性特征明显、季节性和阶段性特征突出、灾害共生性和伴生性显著等特点。
一般年份,全国受灾害影响的人口约2亿人,其中因灾死亡数千人,需转移安置300多万人,农作物受灾面积4000多万公顷,成灾2000多万公顷,倒塌房屋300万间左右。从灾害区划看,全国有74%的省会城市以及62%的地级以上城市位于地震烈度VII度以上危险地区,70%以上的大城市、半数以上的人口、75%以上的工农业产值,分布在气象、海洋、洪水、地震等灾害严重的地区。
无人机经过了几十年的发展历程,从技术角度看已经比较成熟。其优点是成本低,易操纵,具有高度灵活性,高度适应性和安全稳定性。能够携带一些重要的设备从空中完成特殊任务,比如空中监测,空中监视,空中转信,空中喊话,紧急救援等。在处理自然灾害、事故灾难以及社会安全事件等方面能发挥出重要作用。
应用方向
事故灾难。主要包括工矿商贸等企业的各类安全事故,交通运输事故,公共设施和设备事故,火灾等
公共卫生事件。主要包括传染病疫情,群体性不明原因疾病,食品安全和职业危害,动物疫情,以及其他严重影响公众健康和生命安全的事件。
社会安全事件。主要包括恐怖袭击事件,经济安全事件和涉外突发事件等。
气象灾害:包括热带风暴、龙卷风、雷暴大风、干热风、暴雨、寒潮、冷害、霜冻、雹灾及干旱等;
洪水灾害:包括洪涝、江河泛滥等;
海洋灾害:包括风暴潮、海啸、潮灾、赤潮、海水入浸、海平面上升和海水回灌等;
地质灾害:包括崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、火山、地面沉降、土地沙漠化、土地盐碱化、水土流失,地震及由地震诱发的各种次生灾害,如沙土液化、喷沙冒水、城市大火、河流与水库决堤等。
农作物灾害:包括农作物病虫害、鼠害、农业气象灾害、农业环境灾害等;
森林灾害:包括森林病虫害、鼠害、森林火灾等。
当突发性自然灾害发生时,无人机快速飞抵灾区现场,无人机通常配置的基本设备是多媒体采集系统,负责完成视、音频数据的采集,通过无线传输方式,传输到地面的接收机。如果配置高清晰度的数码摄像机,能够对现场进行高质量的视频采集以及音频的实时采集,其数据传输距离可达30 km。及时传送到指挥中心的现场视、音频信息,供指挥者进行判断和决策,使救灾现场工作组的调查能力大大增强,提高信息获取的安全性和可靠性。搭载扩音设备对现场进行喊话,向现场群众及时传递有关信息,搭载生命探测仪帮助搜寻生命迹象,使救援队伍更迅速、安全地采取救援行动;可将救援物资直接空投到需要的地方,为偏远地区运送医疗用品、食品和其他材料。特别是当人力和车辆无法到达的区域,无人机的作用更是不可替代。
无人机在水利的应用
水是人类消耗最多的自然资源,水资源的可持续利用是所有自然资源可持续开发利用中最重要的一个问题。由于人类活动的影响,使得水资源减少,污染加剧,危机人类对水资源的基本需求,进而引发一系列的经济和社会问题。1972年,联合国就发出警告:“水,将导致严重的社会危机”。中国的水环境目前面临着3个严重的问题:水体污染,水资源短缺,旱涝灾害。
中国的水体污染主要由工业废水,农药,生活污水以及各种固,气体等废弃物排放所造成。工业污染指数比国际先进水平高出几十倍。
中国是个缺水的国家,人均水资源量为2350立方米,只占世界人均水资源量8840立方米的26.6%,在联合国公布的149个国家中排在109位,是世界13个贫水的国家之一。
中国水资源的时空分布不均匀导致了每年的北方干旱和南方的洪涝灾害。而投资不足和过度开采也使干旱和水涝更为频繁和严重,每年因灾造成的损失几百亿元。
信息是防汛抗旱决策的基础,是正确分析和判断防汛抗旱形势、科学地制定防汛抗旱调度方案的依据。无人机系统对雨情、水情、旱情和灾情信息采集的准确性及传输的时效性为决策部门提供科学依据,并有利于充分发挥已建工程设施的效能。
应用方向
水资源的调查,水域覆盖面积调查,水资源用地信息管理,水利巡查,洪涝灾害,干旱灾害,灾情定损,水文情况监测,污染监测,水库周围环境监测
在林业系统的运用
森林是陆地生态系统的主体,是人类生存与发展的物质基础。以森林为主要经营对象的林业,不仅承担着生态建设的主要任务,而且承担着提供多种林产品的重大使命。进入21世纪,人类正在继农业文明和工业文明之后开始向生态文明迈进。我国也已进入全面建设小康社会、加速推进社会主义现代化的新的历史发展阶段。在这个过程中,林业发挥着越来越重要的特殊作用。
1988年以后,全国年均发生森林火灾7623起,受害林地面积94002公顷,因灾伤亡196人森林防火工作是中国防灾减灾工作的重要组成部分,是国家公共应急体系建设的重要内容,是社会稳定和人民安居乐业的重要保障,是加快林业发展,加强生态建设的基础和前提,事关森林资源和生态安全,事关人民群众生命财产安全,事关改革发展稳定的大局
林业生物灾害又称“不冒烟的森林火灾”, "“不冒烟的森林火灾”危害远甚于火灾——“十一五”期间,全国年均林业有害生物发生面积1100多万公顷,损失超过1100亿元。""我国2010年森林覆盖率达到20.36%,然而却是世界上林业生物灾害损失最严重的国家。据统计,我国林业有害生物达8000余种,其中以虫害、病害、鼠兔害最为严重。造成严重危害的有近300种,其中从国(境)外传入35种,外来虫害在国内几乎没有自然天敌,森林处于防不胜防的困境。
应用方向
森林资源调查、荒漠化监测,森林病虫害检测及防治、森林火灾监测和动态管理,人工增雨,定损。
目前,无人机在对车、人无法到达地带的林业资源调查、生态环境、森林防火、森林病虫害防护等方面有其独特的优势,其机动快速、单位时间内观察面积大,使用维护成本低,维护操作简单等技术特点,具有对地快速实时巡察监测能力,是林业系统综合解决方案的高科技利器。
无人驾驶直升机在构造型式上属于旋翼飞行器, 它能够垂直起落, 空中悬停, 向任何一方向灵活飞行。常见的无人驾驶直升机多为单旋翼带尾桨式和共轴式。由于无人驾驶直升机的独特飞行能力和控制特点, 它可以完成其它无人飞行器所不能完成的任务, 也可以完成有人直升机所不能执行的任务, 因此它的应用已遍及军用和民用的许多方面。
易飞无人机直升机
1 . 无人驾驶直升机的应用
早在70年代, 美国在越南战场上就使用了带有电视摄像机的无人驾驶直升机QH-50D, 圆满地完成了战场侦察和炮兵目标观测的任务。1987年, 英国的STANDC部队在一次演习中使用了“小精灵”无人驾驶直升机进行战场侦察。“小精灵”不仅能将电视图像传送到地面控制站, 而且能将其传送到距离较远的其它地面接收站。从送回的电视图像中能清晰地发现隐藏在树后的坦克和机动车辆。夜间, 使用载有热成像镜头的“小精灵”亦可清楚地观察敌方的动向。美国最新“火力侦察兵”以施韦策尔-333型商用直升机为基础研制,美国施韦策尔公司是著名的直升机生产商西科斯基公司的子公司。“火力侦察兵”充分利用成熟的直升机技术和零部件,仅对机身和燃油箱作了一些改进,而机载通信系统和电子设备又采用了诺•格公司自家著名的“全球鹰”无人机所使用的系统,这样做使它在短期内就获得了高超的侦察能力,显然有利于节省成本和缩短研制周期。不过,采用“全球鹰”的部分系统也使它的成本大大增加。
高超的侦察能力是“火力侦察兵”的主要特点。它携带通用原子公司提供的具有地面活动目标指示器的Lynx合成孔径雷达,机上装置的光-电/激光传感器和激光指示器/测距仪,可以提供极其精确情报、侦察和监视功能。诺•格还打算给它建立先进信息交流结构,使用户可以直接从与“火力侦察兵”相链接的监视平台下载目标图像,并重新调整传感器来获取更新的图像。
无人驾驶直升机在民用领域的应用也很广泛, 如大气监测、森林火灾监控、电力传输线监测等等, 限于篇幅, 不再赘述。
2 . 无人驾驶直升机的分类和发展
无人驾驶直升机虽然结构型式不一, 种类很多, 但大致以下面3 种情况分类:
( 1 ) 按控制型式分为系留式和遥控式2 种。遥控式比系留式发展得快, 应用广, 是无人驾驶直升机主要型式。系留式无人机的优点: 一是留空时间长, 因其旋翼在工作时所需的燃料或电力通过油管或电缆直接从地面供应; 二是信息传输可靠, 因其情报数据通过电缆或光缆传输。但它有两个重要的缺点: 一是升空高度不大, 受油管或电缆长度、重量的限制, 使用高度一般在3 0 0 米以下。由于高度不大, 机上雷达控测距离受限, 侦察范围小; 二是地面站抗毁性较差, 地面站在无人机下方, 容易被定位和攻击。
为克服系留式无人驾驶直升机的缺点, 特别是提高飞行高度, 以实施大纵深、宽正面的战场侦察和监视, 宜采用遥控式直升机, 它既能悬停, 实现对预先目标的定点监视, 又能以较大的前飞速度飞行; 它可垂直起降, 对起降场地要求低,几乎到处可以起飞和降落; 它的外形尺寸小, 雷达反射面积小, 生存力较高;
( 2 ) 按旋翼型式分有单旋翼式、双旋翼式和其它特异式。单旋翼带尾桨式( 单旋翼常规式) 无人驾驶直升机是一种常见的型式, 如瑞安- 旋韦策的379型无人直升机。这种型式直升机的技术发展较为成熟, 构造简单, 维护方便, 成本低廉。但单旋翼式的缺点是尾桨消耗了一部分功率。另外, 尾桨高速旋转, 接近地面易造成事故。单旋翼式除带尾桨的常规形式外, 还有桨尖喷气驱动旋翼的无人驾驶直升机( 单旋翼特异式) , 这种无人机结构复杂, 效率低, 应用较小。
在双旋翼无人驾驶直升机中主要有共轴式, 如加拿大的CL-327无人驾驶直升机( 共轴双旋翼特异式) 。共轴式的两付旋翼上下共轴安放, 反向旋转, 反扭矩相互平衡。这种型式, 特别是共轴双旋翼特异式, 处廓尺寸小, 结构紧凑。但共轴式两付旋翼共轴布置, 其传动机构和操纵系统比单旋翼式复杂, 且两付旋翼的互相干扰影响较大。
无人机火力侦察兵
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