臭臭花1
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两旋翼无人机的理论研究出自各大学的专业论文研究。近年来,共轴双旋翼无人机被广泛应用于军事和民用领域。和常规无人机相比,共轴双旋翼无人机具有负载能力强、悬停效率高、续航时间长和结构紧凑等优点,因而具有广泛的应用前景。但从目前国内外研究成果来看,大部分共轴无人机整体尺寸和重量较大,便携性较差。因此,研究和设计一款小型的共轴双旋翼无人机具有必要性。本文针对小型共轴双旋翼无人机的总体结构和总体布局进行研究,旨在设计出一款便于携带的小型共轴双旋翼无人机。具体研究内容如下:(1)制定了小型共轴双旋翼无人机的设计流程和技术指标;通过对三种操纵方案的对比分析,确定了双电机差速操纵方案;进而,进行了无人机总体方案的设计,将其划分为6个子系统,明确了各子系统的功能要求,并完成了无人机的总体布局设计。(2)建立了旋翼载荷模型,确定了其最大总距和转速;采用CFD(计算流体动力学)方法对不同旋翼间距的载荷进行仿真分析,确定了旋翼最佳间距;并利用积分法确定了旋翼所需功率和全机所需功率;完成了旋翼系统的结构设计和主要零部件的强度校核。(3)进行了操纵机构的功能分析、模块划分和构型设计,建立了其运动学模型,并完成了下操纵机构的尺寸优化和工作空间分析,结果表明了所设计的操纵机构能够满足其工作空间运动要求。(4)完成了无人机各子系统的结构设计,并对其中的重要零件进行了强度校核;基于ADAMS对操纵机构的运动和力学性能进行了仿真分析;完成了无人机虚拟样机模型。(5)完成了小型共轴双旋翼无人机样机的制作,基于样机建立了其飞行动力学方程,并对动力学方程组进行了求解,为后续无人机的飞行控制系统的设计做好了准备。
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无人机如果不能避障，跟会飞的咸鱼有什么分别。——萨特·福莱费施 无人机的市场正在飞速上涨，它拥有良好的发展前景，现在无人机不仅应用在军事领域，消费级无人机也越来越多的被应用。 目前的无人机正在无限的接近自动化和智能化，随着技术的研究和进步，未来无人机很可能会成为飞行机器人。而避障系统则是实现自动化和智能化的关键因素之一，避障的应用能够有效减少无人机的损坏和事故的发生。
在聊无人机夜间避障技术之前，先来看看无人机的避障工作原理。 第一阶段，感知障碍物。 一般的无人机都必须在空旷、开阔的场地飞行，这是为了避免因操作失误或者其它状况下无人机撞到障碍物甚至是人。目前的避障方法主要是测量无人机到障碍物的距离，测量方法有很多种，超声波测距离、红外/激光信号测距离、双目视觉法、电子地图等。超声波测距离，目前超声波检测技术已经十分成熟并且被广泛的应用，但是通常用的超声波传感器作用距离在10米以内，作用距离很近，所以这种方法一般用来测量无人机到地面的距离；发射一定频率的红外/激光信号也是一种办法，能够算出和障碍物的距离，这种方法作业距离数百米，但成本较高，且易受外界因素影响。这种方法目前在无人机上有一定的应用；双目视觉法，同一个物体在人的两眼中位置稍有不同，而这个方法就是利用这一点获取被测物体的两幅图像，计算到障碍物的距离。
障碍物是感知到了，但是之后呢？让无人机原地待命吗？这肯定不可以，所以第二阶段就来了，绕过障碍物。 想要绕过障碍物那就必须要知道障碍物的大致轮廓和边缘的位置， 也就是三维的画面。这时后两种方法就起了作用，激光信号和双目视觉法都能获得“障碍物的深度图像”，就可以找到障碍物的边缘，完美的避开障碍。但是这种图像有局限性，只有障碍物没有充满视野时才能起明显的作用，因此有了第三阶段。
第三阶段，场景建模和路径搜索。 这一阶段主要是基于电子地图或者其他及时定位地图构建的手段，获得场景模型，利用无人机中的算法来规划出最优的避障路径。这种技术还需要不断的研究、提高、完善，避障技术已成为无人机发展的趋势。 无人机避障技术已经有很多，但是在夜间就会遇到“瓶颈”，照明度太低，无人机在夜间基本是“瞎”的，无法看到障碍物。而这次的夜间避障技术则是利用了双目避障原理和红外照射技术，使无人机能够看到人眼看不到的红外线，它会主动发射近红外线，通过反馈信号进行计算处理(双目避障原理)，以此来感知周围环境和障碍物。这种方法非常好用，红外的探测面积大，能够识别距离无人机最近物体的距离，所以用来夜间避障十分合适。
还有一种夜间避障方法是TOF避障系统。它通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行时间来得到障碍物的距离。但是这种方法极不稳定，因为光波容易收到干扰，测量距离比较短。而且这种方法需要专门的芯片价格昂贵，所以没有被广泛的应用。 夜间避障已经在逐步被攻克、解决，相信在不久的未来无人机的夜间避障系统会被逐步完善，做到完全规避障碍物。参考文献：[1]木子.无人机避障技术发展三重阶段.宇辰网
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