人机工程学无障碍论文

主要发表论文：“Novel Method of Capturing Static and Dynamic Anthropometric Data forHome Design”2005年发表于IEE EUROCON 2005 International Conference inBelgrade。“Study on barrier-free facilities in bathroom for the elderly”发表于EBRA2004年国际会议（proceedings of the 6th international symposium for Environment-behavior studies)。《老年人居住空间卫生间无障碍系统设计与研究》，2004年发表于《包装工程》。《老年人卫生间无无障碍设计》，2004年发表于国际工业设计研讨会设计年会。《人机工程学与居住环境中的无障碍设》，2003年发表于《装饰》杂志。《老年人与残疾人居住环境色彩的研究》， 2003年1月发表于《包装工程》杂志。《关注居住环境的无障碍设计》，2002年5月发表于《建筑》杂志。“The kinetic model of upper limb bionic mechanism and barrier-free design”2002年发表于第六届工业技术制造业国际会议《21世纪艺术设计创新人才培养模式的研究》，2002年10月发表于《中国教育纵横》。“Analysis of human upper limb movements during performing the tasks of everyday living”2002年8月发表于2002年工业设计国际会议。“ Design of Barrier-free Living Space for Wheelchair Users ”2002年8月发表于2002年工业设计国际会议。《居住环境的无障碍设计的研究》， 2002年11月发表于2002年工业设计国际会议。《论儿童家具的创新设计》，1998年12月发表于海峡两岸工业设计国际会议。出版著作：《环境艺术设计》2000年1月由河北美术出版社出版。《天津科技大学艺术设计系招生指南》2002年12月由天津科技出版社出版。《欧洲古典建筑景观》2005年由中国水利水电出版社出版。《欧洲·日本公共环境景观》2005年由中国水利水电出版社出版。主要承担的科研项目：2001-2003年主持并完成天津市自然科学基金项目“人机工程学与无障碍设计的研究”。2001-2003参与并完成天津市教委科研项目“卫生间无障碍设施与计算机辅助设计的研究”。主持研究全国高等教育科学“十五”规划重点研究课题“艺工结合工业设计专业复合型人才培养模式的研究”。主持研究天津市教委“十五”重点研究项目“艺工结合创新人才培养模式的研究与实施”。主持研究天津市自然科学基金项目“老年公寓无障碍设施与计算机辅助设计”。主要研究成果及获奖情况：天津市自然科学资助项目“人机工程学与无障碍设计的研究 ”已于2003年5月经天津市科委鉴定，专家认为：“该项目填补了国内此方面研究的空白，开创了室内环境设计新的研究领域。与天津经济研究所合作完成项目“武清城区商业规划研究”现已实施。在全国首届广告装潢设计展中获优秀奖。天津首届室内装饰设计大赛中获专业组三等奖。天津市民宅室内装饰设计中获优秀奖。97'香港回归艺术大赛获艺术设计奖。数件环境艺术设计作品被收录于《中国设计年鉴》一、二、三卷之中。

1.包装工程专业课程设置的研究，包装工程，，第一作者获得的教学表彰/奖励：1.包装管理与法规课程建设，获天津科技大学高等教育教学成果二等奖，排名第四，近五年来承担的学术研究课题：1.农产品物流包装和标准化技术的研究，纵向，国家科技部（“十一五”科技支撑项目），～，主要参加人2.包装结构网络计算机辅助设计研究与应用，天津自然科学基金，2005-2008，主要参加人3.卫生间无障碍设施计算机辅助设计的研究，天津市教委基金项目，2001-2004，主持4.微波食品包装材料的研究与开发，国家计委项目，1996-1998，主要参加人5.人机工程学与无障碍设计，天津市科委基金项目，2000-2003，主要参加人在国内外主要刊物上发表的学术论文：1.贮存环境相对湿度对大米霉变影响的研究，包装工程，，第一作者2.三种不同缓冲包装结构对油桃品质的影响，包装工程，，第一作者3.包装羊肉货架寿命的研究，包装工程，，第一作者4.孔径和开孔数目对打孔膜包装效果的影响，包装工程，，第一作者5.包装材料透光性对油炸食品氧化酸败的影响，包装工程，，第一作者

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。