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
3.1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。
3.2系统技术原理
3.2.1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。
3.2.2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。
3.2.3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
4.1技术关键点：
4.1.1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。
4.1.2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。
4.1.3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。
4.1.4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。
4.2项目的技术创新性
4.2.1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。
4.2.2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。
4.2.3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。
4.2.4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。
提供实时图像和视频。</p>
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<p>搜救救援：利用无人机的快速响应和空中搜索能力，对山区、海域、城市等复杂环境进行搜救救援，提供救援物资和医疗支援。</p>
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<p>交通管理：利用无人机的空中巡查和实时监控能力，对城市交通进行管理和疏导，提高交通流畅度和安全性。</p>
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<p>信息收集：利用无人机的高空视角和悬停能力，对地形地貌、自然资源、环境污染等进行信息收集和监测，提供数据支持和决策参考。</p>
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<p>安保巡逻：利用无人机的高空视角和快速响应能力，对重要场所、活动、人群等进行安保巡逻，提高安全保障水平。</p>
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<p>其他任务：根据实际需要，警用无人机还可承担其他任务，如反恐、护航、灾害评估等。</p>
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作战方式颠覆传统 （此回答供参考）
/来自中华网社区 club.china.com/
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新概念武器是相对于传统武器而言的高新技术武器群体，目前正处于研制和探索之中，它在原理、杀伤破坏机理和作战方式上，与传统武器有显著不同。主要包括定向能武器、动能武器和军用机器人。
>定向能武器，是指武器的能量沿一定方向传播，并在一定距离内有杀伤破坏作用，在其他方向则没有。如激光武器、微波武器和粒子束武器等。动能武器，是能发射高速弹头、利用弹头动能直接撞毁目标的武器，如动能拦截弹、电磁炮等；军用机器人，可用于执行战斗任务、实施工程保障等。目前正在研制的新概念武器，还有网络战武器、非致命武器等。
动能武器：火炮要"脱胎换骨" "水炮"：固体发射药火炮的终结者 ----------- 液体发射药火炮又称“水炮”，是一种以液体发射药代替固体发射药的新型火炮。目前，许多国家都在研究液体发射药炮。有专家预测，液体发射药火炮的诞生，是火炮技术的革命性发展，将在未来战争中取代固体发射药火炮。 >与固体发射药火炮相比，液体发射药火炮省去了药筒等装置，结构简化，使火炮、弹丸的重量减轻，提高了发射速度；液体发射药能量高，增大了弹丸的初速和射程；液体发射药具有很强的稳定性，其储存安全方便，即使被击中也不易爆炸。 电磁炮：能发射各类导弹 ----------- 是一种用电磁作动力的发射装置，由导轨、大电流直流脉冲电源和开关等组成。两条导轨之间用滑块连接，发射时将弹丸放在滑块前。当导轨接通电源时，就会产生强磁场，在强磁场作用下，滑块上的金属箔片转化为高速等离子体，等离子体推动弹丸，将弹丸从导轨上发射出去。 >电磁炮的最大特点，是发射的炮弹初速高。美国海军试验的电磁轨道炮，把3公斤重的炮弹以7马赫的高速发射出去，成为世界上飞行速度最快的炮弹家族成员。弹丸初速高，射程就远，能攻击远距离目标。同时，弹丸在空中飞行时间减少，可提高射击命中精度。它还能发射各类导弹，而且不像传统导弹那样需携带燃料飞行，从而降低了导弹的造价。
军用机器人"文武双全" 机器人火炮：装填效率高 ----------- 它可以代替人完成输弹、装填和发射等任务。美国陆军研制出一种 155毫米机器人火炮，它在M109式榴弹炮的炮塔上，安装了一套机器人弹药输送和装填系统。 >该系统由液压传动和操纵，由机械手、自动输弹盘和快速输弹机等部分组成，机械手能轻松抓起45公斤重的弹丸。射击时，机械手将弹丸放在自动输弹盘上，输弹机能在10秒内装填3发炮弹，速度比人工操作快很多。 微型无人作战平台：没有最小，只有更小 ----------- 随着微机电、微制造技术的快速发展，微型无人作战平台显示出巨大的应用价值。目前，世界研究的微型无人作战平台，主要有微型飞行器和微型机器人。 >微型飞行器具有良好的隐蔽性，可执行低空侦察、通信、电子干扰和对地攻击等任务。美国研发的“微星”无人机，是一种可由单兵手持发射的微型飞行器，长度小于15厘米，重量不足18克，因形体微小，即使在防空雷达附近盘旋，也难以被探测到。它在侦察的同时，还能攻击地面活动目标，可谓“文武双全”。 >微型机器人可分为厘米、毫米和微米尺寸机器人，有一定智能，可在微空间进行可控操作或采集信息，能执行常人无法完成的任务，可批量廉价制造。美国研制的一种可探测核生化战剂的微型机器人，只有几毫米大。还有一种正在研发中的“黄蜂”微型机器人，只有几十毫克重，可携带某种极小弹头，能喷射出腐蚀液或导电液，攻击敌方装备的关键电子部件。
网络战武器：攻防兼备 道高一尺，魔高一丈 ----------- 计算机病毒对信息系统的破坏作用，已引起各国军方的高度重视，一些国家正大力发展网络战进攻与防御的装备和手段，主要包括计算机病毒武器、高能电磁脉冲武器、纳米机器人、网络嗅探和信息攻击技术等。 >为了成功地实施信息攻击，外军还在研究网络分析器、软件驱动嗅探器、硬件磁感应嗅探器等网络嗅探武器，以及信息篡改、窃取和欺骗等信息攻击技术。 美军：计算机病毒发源地 ----------- 美国军方的计算机网络攻防武器种类繁多，其攻击性武器主要有：计算机病毒武器、芯片细菌武器和微米/纳米机器人等。美军投资7亿美元用于“病毒武器开发计划”，邮件炸弹、特洛伊木马等数以千计的计算机病毒，正在形成系列并不断推陈出新。 >在黑客组织方面，美国国防部成立了信息战“红色小组”，这些组织在演习中扮作假想敌，攻击自己的信息系统，以发现系统的结构隐患和操作弱点，并及时修正。同时也入侵别国的信息系统和网络，甚至破坏对方的系统。 俄军：某些技术领先于美军 ----------- >俄罗斯军方的计算机网络攻防武器，因受军费开支影响较小而发展较快，特别是网络攻击性武器，已研制出用于破坏或降低敌方信息作战系统效能的多种病毒武器，有些已领先于美国。如“远距离无线注入病毒武器”，可通过无线电频道或通信线路注入对方计算机网络，对其指挥中枢构成直接威胁。
五花八门的非致命武器 非致命武器是为使人员或装备失去功能，而专门设计的武器系统，按作用对象分为反装备和反人员两大类。 超级润滑剂 ----------- 采用含油聚合物微球、无机润滑剂等原料，复配而成的摩擦系数极小的化学物质。主要用于攻击机场跑道、航母甲板、铁轨、高速公路、桥梁等目标，可有效地阻止飞机起降和列车、军车前进。 超级腐蚀剂 ----------- 是一些对特定材料具有超强腐蚀作用的化学物质。设想一下，对坦克手来说，刀枪不入的复合装甲在这种腐蚀剂的作用下变软，该是多么可怕的事情！ 次声波武器 ----------- 是一种能发射20赫兹以下低频声波，即次声波的大功率武器，可穿透1.5米厚的混凝土。它虽然难闻其声，却能与人体生理系统产生共振。目前研制的次声波武器，分神经型和内脏器官型两种，前者能使人神经错乱，癫狂不止；后者能使人体脏器发生共振，周身产生剧烈不适感，进而失去战斗力。 幻觉武器 ----------- 是一种运用全息投影技术，从空间站向云端或战场上的特定空间，投射有关影像、标语、口号的激光装置，可谓最直接的心理战武器。它的作用是从心理上骚扰、恫吓和瓦解敌军，使其恐惧厌战，继而放弃武器逃离战场。 黏性泡沫 ----------- 属于一种化学试剂，喷射在人员身上立刻凝固，从而束缚人员的行动。美军在索马里行动中使用了一种“太妃糖枪”，喷出的化学黏稠剂可将人员包裹起来，使其失去抵抗能力。目前美国已开发出了第二代肩挂式黏性泡沫发射器。
