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解決方案

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林業、緝毒解決方案

林業、緝毒解決方案

關鍵字:

一、概述

我國森林資源較為貧乏,森林覆蓋率約為13%左右,人均森林占有面積僅為世界平均值的1/6,但森林大火每年都有發生,如何解決森林防火的問題,又成為林業工作的重中之重。目前,國外森林防火中應用了較多的新技術和新設備,國內在此方面的應用需求也日益增加,對森林保護的投入逐漸加大,先后運用衛星進行資源普查、森林火場監視,現在使用無人機系統對森林火情監測則是勢在必得。無人機中低空監測系統具有機動快速、使用成本低、維護操作簡單等技術特點,具有對地快速實時巡察監測能力,是一種新型的中低空實時電視成像和紅外成像快速獲取系統。在對車、人無法到達地帶的資源環境監測、森林火災監測及救援指揮等方面具有其獨特的優勢。

二、整體方案介紹

1、整體架構

 

操作人員只需根據地面站提示,設置好航線、相機參數、飛行比例尺就可以開始做任務了,不需要人工控制,安全系數更高!地面控制軟件可以自動算出航飛面積和航程,也可根據風向臨時調整航向、設置各項應急保護參數,使飛機在多種不定因素下最大限度保證數據安全。

機載實時監控跟蹤設備可遙測飛行軌跡,任務完成后自動返回預設地點傘降。  

2、硬件設備

2.1 DY-2000 油動固定翼無人機參數

項    目

參    數

項    目

參    數

機長

1080mm

燃油載荷

3L

翼展

2000mm

平飛速度

100.8km/h

起飛全重

9kg

巡航速度

110km/h

實際有效載荷

2kg

續航時間

4小時

機身高

380mm

最大抗風能力

6-7級

起飛方式

彈射

失速速度

60km/h

降落方式

傘降

控制距離

20-60km

飛行高度

5000m

搭載相機

Sony Rx1R2

載荷艙體積

16*20*16cm

防水級別

小雨

2.2 機型簡介:

(1)用皮筋彈射裝置起飛,無需操控手,適應性廣。三角翼舵面設計,翼面積大重量輕,載重大,可以搭載sony rx1r2微單相機,像素達到4200萬。

(2)定點傘降,安全性高。

(3)整體模塊化,拆卸后比常規固定翼體積更小,便于運輸攜帶。航空蜂窩復合材料,重量輕,強度大。油版一次任務可以飛行3~4個小時作業面積。30~60平方公里,航程在300公里范圍,時速100公里,抗風能力6~7級。

(4)DY-2000全自動彈射起飛,取消了笨重的彈射架,攜帶方便。

 

 

(5)操作人員只需根據地面站提示,設置好航線、相機參數、飛行比例尺就可以開始做任務了,不需要人工控制,安全系數更高。   

(6)地面控制軟件可以自動算出航飛面積和航程,也可根據風向臨時調整航向、設置各項應急保護參數,使飛機在多種不定因素下最大限度保證數據安全。

機載實時監控跟蹤設備可遙測飛行軌跡,任務完成后自動返回預設地點傘降。

 

 

2.3 DY-2000適用的行業

除了森林防火監測及護林外,還可以用于航空攝影測量、電力巡線、城市規劃、國土資源調查土地、礦產資源開發、應急救災、防汛抗旱、環境監測、邊防監控、軍事偵察和警情消防監控等行業,以及其他可以用到無人機作業的特種行業。

2.4 地面站軟件特點

(1)支持傻瓜式飛行前檢查單,只需10個步驟,1分鐘內完成飛行檢查。確保高效,杜絕錯漏忘。

 

 

(2)支持多用戶管理,每次飛行操作都可記錄使用人,操作步驟,便于事后分析統計。

(3)支持自動化航測航線設計,只需輸入航攝范圍,選取相機型號,影像分辨率要求,可自動生成航攝航線。

 

 

(4)支持專業分區航線規劃設計,針對高落差地區,可按不同航高,重疊率,進行單架次內分區設計航線,從而滿足航測規范要求。

(5)支持多種地圖進行航線規劃(谷歌,BING等)也可支持自定義地圖導入。

(6)支持航線預覽功能,可直觀顯示航線高度和地形高度差,確保安全,防止撞山事故發生。

(7)支持高度保護功能,可設置飛行保護高度,如有故障,飛機掉高達到預設值,可自動開傘對飛機進行保護。

(8)支持任務區域多格式導入,比如kml文件,excel文件。

2.5 自動駕駛儀

(1)核心cpu芯片采用美國摩托羅拉工業級芯片,mpc565,確保安全可靠,號稱不會死機的cpu。該型號cpu廣泛用于航空航天,高級轎車自動控制領域。(不同于普通民用飛控采用的ARM芯片—手機用的芯片,存在死機風險)

(2)核心算法:采用基于美國波音公司的總能量控制算法,自適應控制高度,空速平衡,是一種雙通道輸入,雙通道輸出的先進控制算法。目前廣泛應用于波音民航客機。從而無需像普通PID控制算法自駕儀那樣,由飛控手將飛機人工控制平飛后采集舵面中位,而且飛機發動機意外停下,必須由地面操作啟動滑翔才能保證飛機不會失速墜落。

(3)集成9軸,加速度計,角速度計,磁傳感器,動靜壓傳感器,高精度UBLOX gps模塊,采用擴展卡爾曼濾波算法,溫飄補償,確保各數據源精準。

(4)采用gps融合imu,gnss組合導航,在gps失鎖情況下,可轉換為AHRS慣性導航,確保飛機姿態安全。

(5)支持多達8通道舵機及高低電平輸出,靈活性高,每通道可以自行任意設定配置。

(6)支持自動彈射起飛模式,地面準備,爬升,飛行,開傘,降落模式根據任務自動切換,無需人工干預。

(7)支持定時,定點控制相機拍照。

(8)支持拍照POS數據自動存儲,地面下載。

(9)可預設飛機極限值保護,限定飛機俯仰角,橫滾角,上升下降率,高度,空速。

(10)采用10層電路板電子元件設計,優化抗干擾性能,電磁兼容性高。

三、航拍成果圖片

 

 

四、林業系統客戶使用案例

 

 

五、飛行效果圖

 
(無人機用于禁毒)通過飛機拍攝的照片發現可疑地點

 

根據照片拍攝記錄的GPS點,直接找到罌粟種植地

 

結語:可以看出,無人機的應用重點解決在地面巡護無法顧及的偏遠地區以及對重大森林火災現場的各種動態信息的準確把握和及時了解,作為現有林業監測手段的有力補充,無人機顯示出其它手段無法比擬的優越性,在林業火災的監測、預防、撲救、災后評估及禁毒等方面必將得到廣泛的應用。

 

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