“探”T-5密闭环境全自驾无人机监测系统

2023-01-28 09:36
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一、系统方案概要

  针对当前大量的室内场馆、地下管廊、隧道桥涵以及大型工业容器工业管道内部的监控、检测任务需求,由于作业场景空间密闭没有GPS定位信号,而且环境相对复杂、狭窄,所以不仅人力难以进入且有明显的安全隐患,传统的基于GPS信号定位导航的无人机器也无法实现稳定作业。面对着体量十分巨大且越来越迫切的密闭空间、特殊环境监测任务需求,需要一款不基于GPS定位信号而能进入密闭、复杂、狭窄环境稳定飞行作业的全自驾智能无人机系统来满足上述市场刚性需求。

     

       本产品就是根据前述功能需求有针对性开发的一款密闭环境智能化全自驾无人机监测系统:该系统无人机平台采用带全碳纤维结构保护外框、电动四轴垂直起降无人机;运用机载激光雷达扫描建模技术(slam)构建3D物理空间模型并输出实时三维位置数据,利用无人机全自驾飞行控制算法结合3D空间模型和实时位置数据进行定位导航,实现无人机系统在密闭复杂空间内可以精准定位、自主悬停,并可按照规划航线超视距自主飞行巡检;其中3D空间模型和规划航线可以重复使用,而且高精度的3D物理空间模型可以输出给客户用于其他的工程建造需求;利用无人机挂载的可见光及红外热成像双光摄像头进行监测范围内的图像、视频采集和温度异常监测,并通过大功率图传将图像信息实时回传至地面站监控画面并存储带回分析。


二、无人机系统组成


1、无人机飞行平台:全碳纤维带视窗防撞仿球形外框、电动四旋翼飞行器、高能聚合物锂电池、增程遥控器。


                         

                                                            图片1.png图片2.png



                                                                   3代机硬件系统                                     5代机硬件系统



2、无人机全自驾智能飞控系统:高精度激光扫描雷达及3D建模模块、全自驾飞行控制模块、任务控制航线规划模块。

      系统完成多传感器的供电管理、调度管理、数据融合、数据通信、任务执行等综合基础任务。将任务数据通过数据链于地面站系统进行交互。

3、图像采集和传输系统:可见光红外双光4k摄像头、多轴云台、大功率图传、SD存储卡、信号转发器。

       系统采用FLIR双光镜头,可中继远距离图传,实时观测飞行,并储存高清原始图片、视频在本地SD卡中带回分析。

4、地面站后台监控系统。

      地面站后台包括2D地图系统和3D地图系统;2D地图用于加载卫星地图;3D地图用于进行3维模型加载,局部3维建图(例如隧道、密闭空间的三维激光稀疏与稠密建模。)



2D地图系统


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3D地图系统


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隧道3D激光雷达建模效果

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                                                     隧道建模图例

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搭载激光雷达

                     

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隧道建模图例2



三、无人机系统参数表


名称

性能

参数

备注

结构

飞行平台尺寸(含外框)

500×500×400(mm)

搭载多线激光雷达会略微增大飞机直径

最大起飞重量(含外框)

1800g


电池

电池类型

LiPo


电池容量

4000mAh@6S


最大充电功率

80W


工作温度

0 - 50


存储温度

-20 - 40


性能

垂直悬停精度

±0.1m


水平悬停精度

±0.1m


最大俯仰角

35°


最大上升速度

2m/s


最大下降速度

1m/s


最大可承受风速

3m/s


悬停时间

15 mins


拍摄系统

视频分辨率

4K(3840×2160)


热成像仪分辨率

9fps 180×120


视角

带视窗无遮挡上下滚转角120º


遥控器

工作频段

2.4GHz – 2.83GHz


功率

100mW


信号有效距离

2km


智能

控制系统


猎户座2全自驾


地面站

系统

硬件等级

工业级加固电脑

可选配平板电脑或其他笔记本电脑

图像

传输系统

工作频段

5 GHz


功率

25mW-200mW可调


信号有效距离

500m-2000m


其他

配套

充电器、铝塑机箱


三维

建图系统

探测距离

100m


垂直分辨角

0.53°-2.2°


空间三维采样点/每秒

327680


激光波长

865mm


水平视场角

360°


建图精度

±1.5-10cm


数据储存格式

*.obj

可生成八叉树等

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