2019年最新无人机考试题库500题[含答案] 一、单选题 1．无人机积水道面上起飞，其起飞距离比正常情况下 A.长 B.短 C.相等 答案:A. 2．无刷电机与有刷电机的区别有 A.无刷电机效率较高 B.有刷电机效率较高 C.两类电机效率差不多 答案:A. 3．图元标注主要包括以下三方面信息______： A.坐标标注、航向标注、载荷任务标注 B.场地标注、警示标注、任务区域标注 C.航程标注、航时标注、任务类型标注 答案:B. 4．______是完成任务的一项重要的辅助性工作，细致规范的______将大幅度提高飞行安全性和任务完成质量。 A.场地标注、场地标注 B.图元标注、图元标注 C.警示标注、警示标注 答案:B. 5．______包括在执行任务的过程中，需要根据环境情况的变化制定一些通信任务，调整与任务控制站之间的通信方式等。 A.链路规划 B.目标分配 C.通信规划 答案:C. 6．任务分配提供可用的无人机资源和着陆点的显示，辅助操作人员进行______。 A.载荷规划、通信规划和目标分配
B.链路规划、返航规划和载荷分配 C.任务规划、返航规划和载荷分配 答案:A. 7．任务规划由______等组成。 A.任务接收、姿态控制、载荷分配、航迹规划、航迹调整和航迹评价 B.任务理解、环境评估、任务分配、航迹规划、航迹优化和航迹评价 C.任务分配、姿态控制、导航控制、航迹规划、航迹调整和航迹评价 答案:B. 8．______是在无人机飞行过程中，根据实际的飞行情况和环境的变化制定出一条可分航迹，包括对预先规划的修改，以及选择应急的方案，其特点是约束和飞行环境实时变化，任务规划系统需综合考量威胁、航程、约束等多种条件，采用______生成飞行器的安全飞行航迹，任务规划系统需具备较强的信息处理能力并具有一定的辅助决策能力。 A.预先规划，最优航迹规划算法 B.航迹规划，最短航迹规划算法 C.实时规划，快速航迹规划算法 答案:C. 9．无人机具体执行的飞行任务主要包括到达时间和进入目标方向等，需满足如下要求：______。 A.航迹距离约束，固定的目标进入方向 B.执行任务时间，进入目标位置 C.返航时间，接近目标的飞行姿态 答案:A. 10．动力系统工作恒定的情况下______限制了航迹在垂直平面内上升和下滑的最大角度。 A.最小转弯半径 B.最大俯仰角 C.最大转弯半径 答案:B. 11．无人机物理限制对飞行航迹有以下限制：______，最小航迹段长度，最低安全飞行高度。 A.最大转弯半径，最小俯仰角 B.最小转弯半径，最小俯仰角 C.最小转弯半径，最大俯仰角 答案:C.
收稿日期:2005-08-23 修回日期:2006-01-20*基金项目:国防基础973基金资助项目 作者简介:马云红(1972- ),女,山西临猗人,博士生,主 要从事飞行器优化算法,任务规划和智能控制的研究。 文章编号:1002-0640(2007)06-0033-04 无人机路径规划算法与仿真* 马云红,周德云 (西北工业大学电子信息学院,陕西 西安 710072) 摘 要:根据敌方防御雷达、防空火力等威胁以及禁飞区的分布情况,构造基于战场威胁中心的V or ono i 图,得到可以规避各种威胁的航迹线段,结合战场威胁信息,计算航迹段的代价,形成有向图,计算出无人机初始最优航路,利用无人机初始状态和性能约束进行航路的进一步修正,满足了无人机的飞行特点。并运用M AT L AB 编制图形化界面,实现仿真结果的图形显示。 关键词:无人机,路径规划,Vo ro noi 图,修正中图分类号:V 249.1 文献标识码:A Study of Path Planning Algorithm and Simulation for UAV M A Yun -hong ,ZHOU De -y un (College of Electr onic I n f ormation ,N orthw est P oly technic U niver sity ,X i ’an 710072,China ) Abstract :A Vo ronoi diag ram is constr ucted based solely on the locations of the threats and no -fly zones.The Vo ronoi g raph yields the optimal paths to travel betw een a set o f threat central points to avo id the threats and no-fly zones.T he vector graphics is consisted of line w hose cost is calculated according to the special inform ation of thr eats including rang e ,location ,killing probability and so o n .Dijkstra ’s algo rithm is used to get the initial optimal paths ,and mor e ,the paths are transform ed into fly able paths according to UA V ’s initial state and capability lim it.T he simulatio n is com pleted under M AT LAB platform and the sim ulation result is presented. Key words :UA V ,path -planning ,Vor ono i diagr ams ,mo dification , 引 言 随着现代科学技术的突飞猛进和人们对未来战争认识观念的变化,世界各国愈来愈重视无人机的发展与研究,成为最近几年空中作战飞机的发展热点。相对于有人驾驶飞机而言,无人机具有许多优点,包括突出的机动性和灵活性,较低的生产成本,较大的负载能力,不考虑人员伤亡风险以及可进行高层协同等。从最近几年的发展情况来看,无人机的用途已从空中靶机、战场侦察逐步发展为干扰通信,压制敌方防空火力,进行导弹防御,攻击固定或移动目标,实施电子干扰、充当目标诱饵和进行对地攻击 等,在近二十年的几场局部战争中,无人机的成功使用和突出的作战效果进一步证实了无人机在现代战争中的作用与地位,从而大大促进了无人机技术的进一步发展。随着无人机在军事应用中的作用逐步 增大,无人机的相关技术也吸引了不少学者进行深入的研究,取得了一定的研究成果。作为提高无人机作战效率和作战自主性的关键技术,无人机路径规划问题成为许多学者的研究方向[3,4]。本文立足于解决给定战场威胁分布情况下的无人机飞行路径规划,通过构造威胁场分布的Vo ronoi 图得到待选路径段,然后采用Dijstra 算法进行最优路径的求解,并在MAT LAB 环境下进行了相应的仿真,给出了仿真结果。 1 战场环境的V oronoi 图构建 1.1 Voronoi 图的定义 Vo ronoi 图的含义为[1]:平面上一个点集P 的 Vol.32,No.6 J une,2007 火力与指挥控制 Fire Control and C om man d Con trol 第32卷 第6期2007年6月
主要内容 ?无人机任务规划的基本概念三 ?无人机任务规划方法三 ?无人机任务规划的数字地图技术三 ?无人机地面控制站的基本概念三 ?无人机地面控制站的分类二配置和转移运输三 5.1 无人机任务规划的基本概念 由于无人机是无人驾驶的飞行器,所以在飞行前需要事先规划和设定好它的飞行任务和航线三在飞行过程中,地面操纵人员还要随时了解无人机的飞行状态,根据需要操控无人机调整姿态和航线,及时处理飞行中遇到的特殊情况,以保证飞行安全和飞行任务的完成三这就需要配备能够提供任务规划与指挥控制方面相应功能支持的设备或系统,这就是无人机的任务规划与指挥控制系统三 5.1.1一任务规划的定义和特点一 1.任务规划的定义 一一规划是一个综合性的计划,它包括目标二政策二程序二规则二任务分配二要采取的步骤二要使用的资源以及为完成既定行动方针所需的其他因素三 任务规划(M i s s i o nP l a n n i n g,M P)是对工作实施过程二方法的组织和计划三在军事领域,任务规划已逐渐变为一个专有名词,尤其是现代无人化装备的出现,使得任务规划越来越重要三装备作战规划的结果是装备作战行动的实施依据三对有人化装备而言,规划结果 主要作为任务承担人员决策的参考;但对无人化装备而言,规划即控制,是装备运行过程中
137 一 唯一的执行依据,因此,任务规划的输出信息必须满足准确性二完整性和一致性的要求三 2.任务规划的特点 任务规划具有以下几个特点: (1)制作任务规划时需要具有整体性二全局性的思考和考量三 (2)制作任务规划须以准确的数据为基础,运用科学方法进行从整体到细节的设计三 (3)任务规划须在实际行动实施之前进行,其结果要作为实际行动的具体指导三5.1.2一 任务规划系统的定义和功能一 1.任务规划系统的定义一一任务规划系统( M i s s i o nP l a n n i n g S y s t e m ,M P S )是指利用先进的计算机技术采集二存储各种情报信息,进行大规模分析计算,从而辅助制定任务计划的信息系统三任务规划系统的出现和广泛使用是现代意义的任务规划区别于过去所说的作战计划二作战筹划的根本标志三 2.任务规划系统的功能 作为整个信息化作战系统的一个重要节点,任务规划系统不是一个孤立的封闭系统,它一端与作战指挥系统的任务对接,另一端与作战装备直接交联,如图 5-1所示,主要包括信 息采集与处理模块二规划作业模块二任务预演评估模块和任务输出模块 三图5-1一任务规划系统基本组成结构 (1)信息采集与处理模块三任务规划系统需要采集的信息主要包括上级下达的任务信息二指挥控制信息二情报信息(如目标信息二敌作战意图等)和战场环境信息(敌情二我情二地形二气象二电磁)等三对采集的信息要进行加工处理,包括地形和气象信息显示,禁飞区二威胁区及战场态势标绘等三 (2)规划作业模块三该模块用于制定装备作战过程的时间二空间和行为准则,通常包括航线规划和机载设备使用规划,以及与其他作战实体的协同和交互规划等三根据任务规划系统所具有的自主化能力大小,通常还包括冲突检测二安全评估二自动的威胁规避和航线生成等分析计算模块,用于辅助人工决策操作三 (3)任务预演评估模块三规划效果预演主要包括飞行仿真二载荷作战效果仿真等,评估包括装备本身的效能评估和任务规划的作战行动效能评估两个方面三预演评估的主要作用是对装备作战的效果进行预估和判断,并反馈以指导决策,形成优化规划方案,同时便于指挥员和操作员熟悉作战过程,了解和把握作战关键环节三 (4)任务输出模块三任务输出是将规划结果以数据的形式输出给作战装备和其他作战节点三输出的任务规划信息应该是完备二一致和可理解的,能够被其他信息系统正确读取和
G001、无人机是指根据无人机需要完成的任务、无人机的数量以及携带任务载荷的类型，对无人机制定飞行路线并进行任务分配。 A.航迹规划 B.任务规划 C.飞行规划 正确答案: B（解析：P174） G002、任务规划的主要目标是依据地形信息和执行任务环境条件信息，综合考虑无人机的性能，到达时间、耗能、威胁以及飞行区域等约束条件。为无人机规划出一条或多条自 的，保证无人机高效，圆满的完成飞行任务，并安全返回基地。 A.起飞到终点，最短路径 B.起飞点到着陆点，最佳路径 C.出发点到目标点，最优或次优航迹 正确答案: C（解析：P174） G003、无人机任务规划是实现的有效途径，他在很大程度上决定了无人机执行任务的效率 A.自主导航与飞行控制 B.飞行任务与载荷导航 C.航迹规划与自主导航 正确答案: A（解析：P174） G004、无人机任务规划需要实现的功能包括 A.自主导航功能，应急处理功能，航迹规划功能 B.任务分配功能，航迹规划功能，仿真演示功能 C.自主导航功能，自主起降功能，航迹规划功能 正确答案: B（解析：P174） G005、无人机任务规划需要考虑的因素有、，无人机物理限制，实时性要求 A.飞行环境限制，飞行任务要求 B.飞行赶任务范围，飞行安全限制 C.飞行安全限制，飞行任务要求 正确答案: A（解析：P175） G006、无人机物理限制对飞行航迹有以下限制：，最小航迹段较长度，最低安全飞行高度 A.最大转弯半径，最小俯仰角 B.最小转弯半径，最小俯仰角 C.最小转弯半径，最大俯仰角 正确答案: C（解析：P175） G007、动力系统工作恒定的情况下，限制了航迹在垂直平面内上升和下滑的最大角度 A.最小转弯半径 B.最大俯仰角
无人机设计手册及主要技术 内容简介 独家《无人机设计手册》分上、下两册共十二章。 上册包括无人机系统总体设计，气动、强度、结构设计，动力装置，发射与回收系统，飞行控制与管理系统。 下册包括机载电气系统，指挥控制与任务规划，测控与信息传输，有人机改装无人机，综合保障设计，可靠性、维修性、安全性和环境适应性以及无人机飞行试验等。有关无人机任务设备、卫星中继通信的设计以及正在发展的无人机技术等内容，有待手册再版时编入，使无人机设计手册不断成熟和丰富。 适用人群 本手册是国内第一部较全面系统阐述无人机设计技术的工具书，不仅可作为无人机的设计参考，也可以作为院校无人机教学、无人机行业的工程技术人员和管理人员的参考书，并可供无人机部队试验人员使用。希望本手册的出版能对我国无人机研制工作的技术支持有所裨益。 作者简介 祝小平，现任西北工业大学无人机所总工程师，主要从事无人机总体设计、飞行控制与制导系统设计等研究工作。主持了工程型号、国防预研等国家重点项目多项，获国家和部级科学技术奖9项，其中国家科技进步一等奖1项，国防科技进步一等奖4项，获技术发明专利10项，荣立“国防科技工业武器装备型号研制”个人一等功，发表论著150多篇。先后入选国家级“新世纪百千万人
才工程”、国防科技工业“511人才工程”和教育部“新世纪优秀人才支持计划”，获得“ 国防科技工业百名优秀博士、硕士”、“国防科技工业有突出贡献的中青年专家”、“陕西省有突出贡献专家”和“科学中国人(2009)年度人物”等荣誉称号。 无人机相关GJB标准-融融网 gjb 8265-2014 无人机机载电子测量设备通用规范 gjb 4108-2000 军用小型无人机系统部队试验规程 gjb 5190-2004 无人机载有源雷达假目标通用规范 gjb 7201-2011 舰载无人机雷达对抗载荷自动测试设备通用规范 gjb 5433-2005 无人机系统通用要求 gjb 2347-1995 无人机通用规范 gjb 6724-2009 通信干扰无人机通用规范 gjb 6703-2009 无人机测控系统通用要求 gjb 2018-1994 无人机发射系统通用要求 无人机主要技术 一、动力技术 续航能力是目前制约无人机发展的重大障碍，业内人士也普遍认为消费级多旋翼续航时间基本维持在20min左右，很是鸡肋。逼得用户外出飞行不得不携带多块电池备用，造成使用操作的诸多不便，为此有诸多企业在2016年里做出了新的尝试。
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无人机任务规划系统研究及发展 作者：胡中华， 赵敏， Hu Zhonghua， Zhao Min 作者单位：南京航空航天大学自动化学院,江苏,南京,210016 刊名： 航天电子对抗 英文刊名：AEROSPACE ELECTRONIC WARFARE 年，卷(期)：2009,25(4) 被引用次数：3次 参考文献(13条) 1.朱剑佑无人机任务规划研究[期刊论文]-无线电工程 2007(12) 2.董世友.龙国庆网络环境下的基于Agent的多架无人机的任务规划系统[期刊论文]-弹箭与制导学报 2005(02) 3.Secrest BR Traveling salesman problem for surveillance mission using partieel swarm optimization 2003 4.O'Rourke KP.Bailey TG.Hill R Dynamic routing of unmanned aerial vehicles using reactive tabu search 2001(06) 5.Alighanbari M Task assignment algorithms for teams of UAVs in dynamic environments 2004 6.叶媛媛.闵春平.朱华勇基于整数规划的多UCAV任务分配问题研究[期刊论文]-信息与控制 2005(05) 7.霍霄华.陈岩.朱华勇多UCAV协同控制中的任务分配模型及算法[期刊论文]-国防科技学 2006(03) 8.李湘清.孙秀霞.王栋基于遗传算法的UCAV动态任务分配模型及研究[期刊论文]-系统仿真学报 2008(16) 9.张安.史志富.刘海燕基于贝叶斯优化算法的UCAV编队对地攻击协同任务分配[期刊论文]-电先与控制 2009(01) 10.Mac Kenzie DC Collaborative tasking of tightly constrained multi-robot missions 2003 11.Atkinson ML Contract nets for control of distributed agents in unmanned air vehicles[AIAA-2003-6532] 2003 12.苏菲.陈岩.沈林成基于蚁群算法的无人机协同多任务分配 2008 13.龙涛.沈林成.朱华勇面向协同任务的多分布式任务分配与协调技术[期刊论文]-自动化学报 2007(07) 本文读者也读过(7条) 1.张昉无人机任务规划技术研究[学位论文]2009 2.朱剑佑.ZHU Jian-you无人机任务规划研究[期刊论文]-无线电工程2007,37(12) 3.唐金国美军任务规划系统的现状、发展和关键技术[期刊论文]-军事运筹与系统工程2003(3) 4.高雨青.王国宏.曾安里.戴伟无人机任务规划系统[会议论文]-2008 5.董世友.龙国庆攻击型无人机任务规划系统浅析[期刊论文]-机器人技术与应用2004(6) 6.高晓静.智勇.陈晓峰无人机任务规划系统体系设计[期刊论文]-计算机系统应用2009,18(10) 7.宋敏.魏瑞轩.李霞.SONG Min.WEI Rui-xuan.LI Xia多无人机任务推演系统研究[期刊论文]-计算机工程2009,35(24) 引证文献(3条) 1.李红亮.曹延杰.宋贵宝反舰导弹协同任务规划系统研究[期刊论文]-飞航导弹 2012(9) 2.姚新无人机任务规划方法研究[期刊论文]-舰船电子工程 2011(9) 3.戴定川.盛怀洁.赵域无人机任务规划系统需求分析[期刊论文]-飞航导弹 2011(3)
使用Dubins路径和回旋曲线进行多个无人机的路径规划 摘要： 本文讲述了对一群无人机进行路径规划的方法。进行这样研究要解决如何使一批无人机同时到达目标的问题。制定可以路径（适航、安全的路径）称为路径规划，它分为三个阶段。第一阶段使规划适航路径，第二阶段通过添加额外的约束规划安全的路径，使无人机不与其他无人机或者已知的障碍碰撞，第三阶段对路径进行规划是无人机同时到达目标。在第一阶段，每个无人机都使用Dubins路径和回旋曲线进行路径规划，这些路径是通过微分几何原理完成的。第二阶段为这些路径添加安全约束：（一）无人机间保持最小间距，（二）规划相同长度的非交叉路径，（三）飞过中间的航线点/形状，使这些路径更安全。第三阶段，所有路径长度相等使无人机可以同时到达目标。一些模拟仿真结果证实了这一技术。 1、介绍 在许多应用程序中自动控制取代了人类操作，像军事系统中存在危害人类因素的地方、处理有害物质、灾难管理、监视侦察等单调的操作。需要开发自动控制系统来更换这些系统中的人类操作员，这样的自动控制系统在水陆空各种环境中都有。在无人机的研究中，水陆空等因素是作为一个集体进行研究的。无人机在军事和民用领域都有广阔的应用前景，因此有许多关于无人机的学术或商业性质的研究。廉价电子产品的飞速发展使得无人机更加实用。大自然中成群的鸟和鱼给了人们灵感，联合控制是自动控制中的一个活跃的研究方向。雇佣一批无人机可以产生成本效益和容错系统。 从一个地方飞到另一个地方并作为一个移动传感平台进行监视或跟踪是无人机的一个功能，实现这个功能需要为无人机提供一个合适的安全路径。路径规划是任务规划的一个分支，图1是任务规划的典型功能体系结构。图1有三个分支，分支的数量和功能会根据应用程序和任务目标的不同而改变。第一层分支的任务是跟踪目标，基于这些目标，这层为无人机分配任务和资源并且充当决策者。第二层为无人机规划路径和轨迹，这一层用路径规划和相关的算法（如避免碰撞）规划可行的轨迹/路径。第三层进行指导和控制，保证无人机在第二层规划的轨迹上飞行。本文着重于第二层的研究，在第二层，路径规划产生的轨迹使一群无人机同时到达指定位置。 在自动控制系统领域，路径规划仍然是一个公开的问题。路径规划是在两个或多个点之间规划出一条或多条路径，通常这些点是在存储地图上指定的。路径
2016年全国研究生数学建模竞赛A题 多无人机协同任务规划 无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）是一种具备自主飞行和独立执行任务能力的新型作战平台，不仅能够执行军事侦察、监视、搜索、目标指向等非攻击性任务，而且还能够执行对地攻击和目标轰炸等作战任务。随着无人机技术的快速发展，越来越多的无人机将应用在未来战场。 某无人机作战部队现配属有P01~P07等7个无人机基地，各基地均配备一定数量的FY系列无人机（各基地具体坐标、配备的无人机类型及数量见附件1，位置示意图见附件2）。其中FY-1型无人机主要担任目标侦察和目标指示，FY-2型无人机主要担任通信中继，FY-3型无人机用于对地攻击。FY-1型无人机的巡航飞行速度为200km/h，最长巡航时间为10h，巡航飞行高度为1500m；FY-2型、FY-3型无人机的巡航飞行速度为300km/h，最长巡航时间为8h，巡航飞行高度为5000m。受燃料限制，无人机在飞行过程中尽可能减少转弯、爬升、俯冲等机动动作，一般来说，机动时消耗的燃料是巡航的2~4倍。最小转弯半径70m。 FY-1型无人机可加载S-1、S-2、S-3三种载荷。其中载荷S-1系成像传感器，采用广域搜索模式对目标进行成像，传感器的成像带宽为2km（附件3对成像传感器工作原理提供了一个非常简洁的说明，对性能参数进行了一些限定，若干简化亦有助于本赛题的讨论）；载荷S-2系光学传感器，为达到一定的目标识别精度，对地面目标拍照时要求距目标的距离不超过7.5km，可瞬时完成拍照任务；载荷S-3系目标指示器，为制导炸弹提供目标指示时要求距被攻击目标的距离不超过15km。由于各种技术条件的限制，该系列无人机每次只能加载S-1、S-2、S-3三种载荷中的一种。为保证侦察效果，对每一个目标需安排S-1、S-2两种不同载荷各自至少侦察一次，两种不同载荷对同一目标的侦察间隔时间不超过4小时。 为保证执行侦察任务的无人机与地面控制中心的联系，需安排专门的FY-2型无人机担任通信中继任务，通信中继无人机与执行侦察任务的无人机的通信距离限定在50km范围内。通信中继无人机正常工作状态下可随时保持与地面控制中心的通信。 FY-3型无人机可携带6枚D-1或D-2两种型号的炸弹。其中D-1炸弹系某种类型的“灵巧”炸弹，采用抛投方式对地攻击，即投放后炸弹以飞机投弹时的速
精心整理 1. 无人机______是指根据无人机需要完成的任务、无人机的数量以及携带任务载荷的类型，对无人机制定飞行路线并进行任务分配。 A. 航迹规划 B. 任务规划 C. 飞行规划 答案:B. 2. 任务规划的主要目标是依据地形信息和执行任务环境条件信息，综合考虑无人机的性能、到达时间、耗能、威胁以及飞行区域等约束条件，为无人机规划出一条或多条自______的______，A. B. C. 答案 3. A. B. C. 答案4. A. B. C. 答案5. A. B. C. 答案6. A. B. C. 答案:C. 7. 动力系统工作恒定的情况下______限制了航迹在垂直平面内上升和下滑的最大角度。 A. 最小转弯半径 B. 最大俯仰角 C. 最大转弯半径 答案:B. 8. 无人机具体执行的飞行任务主要包括到达时间和进入目标方向等，需满足如下要求：______。 A. 航迹距离约束，固定的目标进入方向 B. 执行任务时间，进入目标位置 C. 返航时间，接近目标的飞行姿态
答案:A. 9.从实施时间上划分，任务规划可以分为______。 A.航迹规划和任务分配规划 B.航迹规划和数据链路规划 C.预先规划和实时规划 答案:C. 10.就任务规划系统具备的功能而言，任务规划可包含航迹规划、任务分配规划、数据链路规划和 系统保障与应急预案规划等，其中______是任务规划的主体和核心。 A.航迹规划 B.任务分配规划 C.数据链路规划 答案:A. 11. A. B. C. 答案 12. A. B. C. 答案 13. A. B. C. 答案 14. A. B. C.任务规划、返航规划和载荷分配 答案:A. 15.______包括携带的传感器类型、摄像机类型和专用任务设备类型等，规划设备工作时间及工作 模式，同时需要考虑气象情况对设备的影响程度。 A.任务规划 B.载荷规划 C.任务分配 答案:B. 16.______包括在执行任务的过程中，需要根据环境情况的变化制定一些通信任务，调整与任务控 制站之间的通信方式等。 A.链路规划 B.目标分配
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/dd2386930.html, 警用无人机路径规划技术研究 作者：刘硕陈毅雨 来源：《工业设计》2016年第09期 摘要：针对无人机在武警部队的使用情况，为解决无人机路径规划问题，搭建无人机路 径规划的求解框架，分析了无人机性能约束及战场威胁约束，探讨了无人机路径几何建模方法；并介绍了在无人机路径规划中用到的几种路径规划算法（其中包括传统经典算法和现代智能算法）。最后，阐述了无人机路径规划面临的重要问题及发展方向。 关键词：无人机；武警部队；路径规划；规划算法 1引言 作为维护国家安全的一支重要武装力量，为了更好的完成使命任务，武警部队不断加快其信息化发展的步伐。无人机为超低空或近距离侦察、监视和打击提供了平台，是超低地面环境中的有力侦查手段，因而在武警部队执行任务中扮演越来越重要的角色。但是先前的无人机都是根据地面任务要求，按照预先计算设定好的轨迹飞行。无人机实时路径规划是无人机集群配合、集群战术再规划、集群战术目标再制定等自主飞行的技术基础，是提高无人机的生存概率的一种最有效的方法。 2无人机路径规划 路径规划是根据任务目标规划满足约束条件的飞行轨迹，是自主系统中不可分割的一个整体部分，它负责从一个地方运动到另一个地方的路径问题。路径规划的目的是根据预设数字地图，通过GPS/INS组合导航系统，在适当时间内计算出最优或最短的飞行轨迹。考虑到数字 地图误差及随机环境的影响（如障碍物等），要求无人机在飞行过程中具有动态修正轨迹的能力，能回避犯罪分子威胁到的环境，安全地完成预定任务。无人机航迹规划主要包括环境信息（如障碍物、犯罪分子打击威胁区、地形因素）、无人机系统约束、路径规划器、无人机自动驾驶仪等。其中无人机系统有两个回路，内回路是自动驾驶仪回路；外回路是制导系统回路。制导系统提供侧向加速度指令以保持无人机跟踪路径，而自动驾驶仪控制无人机的升降舵、副翼和方向舵实现所需要的侧向加速度。 路径规划的目标和方法按照无人机应用于武警部队领域的不同而不同，这些应用包括：监视、搜索与跟踪、营救任务和灾难监控等。主要方法可用图1所示的简化框图表示。 3无人机系统性能约束及战场威胁约束 3.1无人机系统性能约束
四旋翼无人机毕业设计 目录 摘要 ............................................................................................. 错误！未定义书签。Abstract ................................................................................................ 错误！未定义书签。1绪论 .. (1) 1.1研究背景及意义 (1) 1.2 国内外四旋翼飞行器的研究现状 (1) 1.2.1国外四旋翼飞行器的研究现状 (1) 1.2.2国内四旋翼飞行器的研究现状 (3) 1.3 本文研究内容和方法 (4) 2 四旋翼飞行器工作原理 (5) 2.1 四旋翼飞行器的飞行原理 (5) 2.2 四旋翼飞行器系统结构 (5) 3 四旋翼飞行器硬件系统设计 (7) 3.1 微惯性组合系统传感器组成 (7) 3.1.1 MEMS陀螺仪传感器 (7) 3.1.2 MEMS加速度计传感器 (7) 3.1.3 三轴数字罗盘传感器 (8) 3.2 姿态测量系统传感器选型 (8) 3.3 电源系统设计 (10) 3.4 其它硬件模块 (10) 3.4.1 无线通信模块 (10) 3.4.2 电机和电机驱动模块 (11) 3.4.3 机架和螺旋桨的选型 (12) 3.4.4 遥控控制模块 (13) 4 四旋翼飞行器姿态参考系统设计 (15) 4.1 姿态参考系统原理 (15) 4.2 传感器信号处理 (16) 4.2.1 加速度传感器信号处理 (16) 4.2.2 陀螺仪信号处理 (16) 4.2.3 电子罗盘信号处理 (17) 4.3 坐标系 (17) 4.4 姿态角定义 (18) 4.5 四元数姿态解算算法 (19) 4.6 校准载体航向角 (27) 5 四旋翼飞行器系统软件设计 (29) 5.1 系统程序设计 (29) 5.1.1 姿态参考系统软件设计 (29) 5.1.2 PID控制算法设计 (30)
信息检索报告 题目：无人机协同航路规划 英文：Coordinated Path Planning of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) 一、分析研究课题 无人机航路规划是为了完成战术任务而做的计划,一般包括无人机的初始位置选取、任务目标的选择、飞行航路的确定、开始执行任务的时间地点、以及一些针对具体任务要考虑的问题,如是单机还是编队完成任务、有无支援力量、是否需要多批次执行等等。多机协同通常是多架无人机组成的团队进行联合作战的时候，每架无人机自己进行战术决策，并作为编队的一分子与编队成员协同达到高水平任务指标。除了要能自动规避威胁和障碍物外，还要避开团队中其他无人机以免发生碰撞，满足团队的其他要求。整个团队的航迹规划目标是在使团队代价最小的前提下，满足每架无人机威胁规避、不可飞区、燃料限制、团队要求（例如时间）、力学约束等条件，安全地飞到目标。下面通过信息检索工具，查找无人机协同航路规划面临的主要问题和现今研究的关键技术等，达到收集了解无人机协同航路规划知识的目的。 二、数据库或检索工具的选择 根据可提要求以及检索工具收录文献源的情况，本题选用了下列检索数据库。（1）中文文献信息数据库。中国知网中的期刊网、中国期刊网优秀博硕士学位论文全文数据库、维普中文期刊数据库、中国学位论文全文数据库、中国学术会议全文数据库、万方数字化期刊数据。 （2）外文文献信息数据库。EI数据库SCI数据库Springer LINK数据库。（3）专利文献信息数据库。国家知识产权局网站、美国专利商标局网站、欧洲专利局。 （4）标准文献信息数据库。中国知网标准数据库、万方标准数据库。
测绘型无人机系统任务规划与数据处理研究 发表时间：2017-11-09T20:07:36.890Z 来源：《基层建设》2017年第22期作者：曾丽廖成 [导读] 摘要：在测绘型无人机系统装备之前,测绘单位都处于有钡量,而无“摄影”的状态。在技术发展的早期阶段，航空摄影和视频测量的分离是不可避免的，也是合理的，然而长期的分离状态必然导致一个数字的长周期，高的生产成本。 广西壮族自治区地理国情监测院广西南宁市 530023 摘要：在测绘型无人机系统装备之前,测绘单位都处于有钡量,而无“摄影”的状态。在技术发展的早期阶段，航空摄影和视频测量的分离是不可避免的，也是合理的，然而长期的分离状态必然导致一个数字的长周期，高的生产成本。测绘无人机系统的出现有效地解决了这个问题。无人机遥感技术作为一种重要的空间数据采集手段，具有较长的电池寿命，视频实时传输，可用于高风险区域检测，以及低成本、灵活的优点，它是一种强大的卫星遥感和遥控遥感的补充，可以满足实时和高效的测量和测绘应急响应的需求。本文对测绘型无人机系统的任务规划和无人机遥感影像的处理技术进行了较深入的研究。 关键词：测绘型无人机；任务规划；航线；遥感 1前言 随着我国信息化建设和科学技术的不断进步和发展,无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、组合导航、中继数据链路系统、传感器技术、图像传输、发射回收、生产制造和实际应用等诸多技术领域都有了长足的进步,已达到了实用化水平,无人机在测绘领域的广泛应用己成为必然趋势。在无人机遥感系统中,任务规划是其中的一个重要环节,合理的任务规划,能够节约飞行时间,保证获取数据量,提高任务完成的成功率和无人机回收的成功率。任务规划也是无人机遥感系统任务实施的重要基础,而无人机遥感影像处理是无人机遥感系统的核心内容。随着计算机技术、遥感科学技术的不断进步,针对不同测绘任务,获取影像的方式也逐渐多元化。 2任务规划系统的发展现状和趋势 无人机遥感系统离不开任务规划,任务规划系统最初起源于空间探索。目前在国内,较为成熟和定型的任务规划系统基本仅适用于直升机、有人战术飞机和巡航导弹系统开发的,在无人机领域里,任务规划技术及系统的研究尚处于预研阶段。虽然飞行器任务规划的基础理论、共性技术可以应用到无人机任务规划系统,但由于无人机任务规划系统具有的协同性、实时性和重规划等特殊性,已有的航空飞行器任务规划体系并不能适用于无人机的任务规划。无人机任务规划系统的发展离不开相关技术的支持,只有不断融合现代技术才能推动无人机任务规划系统功能的日益完善。人工智能技术、三维可视化工具、虚拟环境技术、海量数据存储和压缩技术、分布式技术以及智能人机接口技术等现代科技成果不断涌现,为无人机任务规划系统的发展提供了强大的技术支撑。广泛融合、应用这些新技术,已成为无人机任务规划系统的一个重要发展趋势。 3测绘型无人机系统任务规划的基本要素 3.1测绘型无人机系统的任务目标 测绘型无人机系统是以测绘应急保障为目的,其主要任务目标包括二个。 目标快速定位：通过预先设计的航线或者实时纠正的航线,使无人机到达指定目标区域并获取目标影像,处理后获得典型重要目标的空间地理坐标。 获取目标区域遥感数据：通过预先设计的航线,获取目标区域影像,通过后续软件处理制作正射影像图及其他相关成果。 3.2测绘型无人机系统任务规划的流程 测绘型无人机系统的每一次飞行都是为了完成特定的飞行任务,在接受任务后,对任务目标进行分析,确定任务目标后申请空域,勘选发射回收场地以及在综合考虑任务要求、无人机的油量、作业时间、气象、安全等各种约束条件的前提下,为无人机设计出最优或者最满意的飞行路线,以保证圆满的完成飞行任务,并安全返回。在设计飞行航迹的同时,应考虑飞行和回收时可能遇见的各种突发情况,设计应急处置方案,这就称之为测绘型无人机系统的任务规划。其中航线设计是任务规划的重点，通过合理的航线设计,可以缩短任务时间、节约燃油、快速获取目标区域数据。图1是任务规划的组成结构。 任务规划时,需要考虑任务的目标是什么、按照何种策略执行任务、何时到达、沿什么航线到达、任务模式是什么、任务计划是否需要修改、如何修改等问题。操作员通过任务规划软件,制定满足任务要求和相关飞行约束的任务飞行计划,并在任务过程中监控计划的执行,对部件失效、突发的威胁或目标、变更的任务要求等应急情况做出反应,并对任务计划进行适时地修改,以保证无人机的飞行安全及有效地实现任务目标。图2是任务规划的基本作业流程。 4测绘型无人机系统遥感影像处理的方法 4.1测绘型无人机系统遥感影像处理 1）在机载差分GPS系统和IMU的支持下,获取各摄站的坐标和姿态系统利用所获取的立体影像数据、辅助测量数据以及基础地理信息进行快速处理,生成和更新各类测绘信息产品。 2）在GPS系统支持下,但IMU数据精度不符合生产要求的情况下,可获取各摄站的坐标,解算姿态角元素。系统利用所获取的立体影像数据,从基础地理信息数据已测地形图或正射影像图中选取特征点作为已知控制点进行快速处理,生成和更新各类测绘信息产品。 3）在GPS和IMU均无法使用的情况下,系统在己有基础地理信息支持下,利用面阵数字相机所获取立体影像数据后,完全依赖摄影地区较
无人机任务分配综述 (沈阳航空航天大学自动化学院，沈阳110136)本文摘自《沈阳航空航天大学学报》摘要：任务分配是无人机完成军事任务的重要保证，是任务规划的重要组成部分，一直是无人机作战系统的重要研究课题。首先介绍了无人机任务分配的基本概念，然后分别从集中式分配、分布式分配和分层次分布式分配等研究方法对无人机任务分配进行了综述，最后分析了无人机任务分配的关键技术以及未来的发展趋势，分别从异构多类型无人机的协同任务分配、不确定条件下的任务分配、静态博弈、动态博弈、动态实时任务分配、多要素综合任务分配等方面说明了还需要进一步研究与解决的 关键问题。关键词：任务分配；集中式；分布式；分层次分布式无人机即由自己控制或者地面操作人员操控的无人驾 驶飞机[1-2]。随着科学技术的不断发展，战场形势的日趋严峻，无人机在现代战争中的作战优势越发明显，所以得到越来越多国家军事高层的青睐。任务分配是根据既定的目标把需要完成的任务合理地分派给系统中的组员，达到高效率执行任务、优化无人机系统的目的[3]。目前，学者们的研究重点是多架同构、异构无人机组成的无人机编队协同执行任务[4-12]。在编队中，每架无人机的性质、作用、有效载荷、作战能力等各方面都有差异，满足各种约束的条件下，最大
效率地将全部作战任务合理分配给无人机编队，使系统的各种性能指标尽可能达到极值，发挥无人机编队协同工作效能，这是无人机编队作战系统的重要研究课题。文献[5]探索了对不同种类的目标进行侦察、打击和评估任务时异构无人机的协同任务分配问题。对于侦察与评估任务中所得到的信息量，运用信息论中熵的变化量对其进行度量，把无人机对不同类型目标的打击能力简化为对目标的毁伤概率，同时把每个任务之间的关联性考虑在内，建立了异构多无人机协同任务分配模型。文献[6]归纳和总结了多无人机协同任务规划的国内外研究现状，重点总结了任务分配方法的常见模型和算法，对各种算法的优缺点进行了讨论，得出多智能体的市场机制类算法在空战中将有广泛的应用价值。文献[7]建立了以合同网协议和多智能体系统理论为基础的有人机/无人机编队 MAS(Multi-agent System,MAS)结构和基于投标过程的无人机任务分配模型。文献[8]在无人机协同多任务分配的研究中，运用了基于分工机制的蚁群算法进行求解，并给出了基于作战任务能力评估的问题解构造策略和基于作战任务代价的 状态转移规则，大幅度提升了算法的性能。文献[9]以异构类型多目标多无人机任务分配问题为原型，设计了一种基于时间窗的多无人机联盟组任务分配方法，此算法使用冲突消解机制来防止无人机实时任务分配过程中出现多机资源死锁，其次通过无人机两阶段任务联盟构成算法，组成了任务联盟，
无人机输电线路巡检（多旋翼） 单位巡视工作标准：以一个飞行队伍为单位；；以单回路35-1000kV电压等级杆塔为回路参考标准。 1、飞行队伍构成 飞行队伍由1名飞控手1名数据采集人员、1名飞行监理，共3人组成。每名飞行人员必须通过专业机构培训考取AOPA无人机驾驶资格证才能现场作业，我公司承担飞行人员外出作业的所有风险。 职责划分：飞控手：主要控制飞机飞行、航线规划、直接对飞行安全负责；数据采集人员：主要控制拍照与摄像，对杆塔信息进行数据采集工作，配合飞控手完成飞行工作；监理：主要负责整体计划统筹与项目按计划正常实施，对数据成果进行审核与质量把控。 2、车辆安排 按照队伍构成，每个队伍配一台作业车辆，方便无人机及附件的运输。 3、空域申请 空域申请、适航认证等相关工作，由我公司将协助与空管或政府管理机构进行协商处理。巡视过程中，严格按照无人机空域申请管理规定执行，注意无人机巡视作业安全。 4、巡视效率：按照每公里线路平均4个杆塔考虑，山区每个工作日平均巡视14个杆塔；丘陵每个工作日平均巡视20个杆塔；平原（市区）每个工作日平均巡视24个杆塔。按照平均每个工作日巡视20个杆塔测算（每巡视两个杆塔起降一次），每个工作日可完成5公里线路巡视。 5、项目需求 采取多旋翼无人机巡视方式，对输电线路开展无人机巡视，巡视内容为可见光拍照巡视、红外测温等工作，提供巡视报告（含图片、视频），并且通过视报告（含图片、视频）清楚标注出疑似故障点。 6、无人机主要技术指标及要求 多旋翼无人机飞行平台要求： 1）飞行平台能够可靠、稳定飞行，支持悬停、低速巡航； 2）飞行时间不低于30min；
旋翼无人机倾斜摄影的航摄规划 发表时间：2018-04-20T15:31:22.390Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第32期作者：孙德厚黄昌胜[导读] 近几年，无人机的发展非常迅猛，日新月异。 佳木斯市勘察测绘研究院黑龙江佳木斯 154004 摘要：近几年，无人机的发展非常迅猛，应用也越来越广泛，具有方便、灵活、快捷的优点，非常适合小范围的航空摄影作业，本文从确保飞行安全、提高航拍效率的角度，重点阐述旋翼无人机倾斜摄影的航摄规划问题。 关键词：旋翼无人机；倾斜摄影；航线设计；架次划分The Planning of Oblique Aerial Photography Based on Rotor UAV Sun De-hou，Huang Chang-sheng （Jiamusi Institute of Surveying and Mapping，Jiamusi 154004，China）Abstract：In recent years，the development of the UAV is very rapid，is used more and more widely.The UAV has the advantages of convenient，flexible and rapid operation，is very suitable for aerial photography of small range.For ensuring flight safety and improving the efficiency of photography，This paper focuses on planning problem of oblique aerial photography based on rotor UAV. Key words：Rotor UAV；Oblique Aerial Photography；Passage Planning；Sorties Division 1 引言 近几年，无人机的发展非常迅猛，日新月异。无人机的型号越来越多，有固定翼无人机、旋翼无人机，有燃油无人机、电动无人机，有大型无人机、微型无人机。无人机的应用越来越广，不仅在公安、消防、林业、水利、农业、影视、传媒等领域得到了广泛应用，在测绘领域的应用也越来越普及。从早期的影像图制作、中小比例尺地形图测绘，到大比例尺地形图测绘、三维场景建模、变形监测等，测绘精度和效率越来越高，且成本投入越来越小。这得益于无人机的发展，同时也得益于高精度微型摄影相机的发展，尤其是微型倾斜摄影相机的发展。无人机的安全问题一直备受关注，空域的使用缺乏有效的监管，各种危及公众安全的黑飞事件屡见报道。无人机应用过程中的安全问题需要引起我们的高度重视，航摄规划时更要把安全问题放在首位，其次才能考虑效率问题。 2 摄区踏勘 如果摄区位于机场10千米范围内，原则上是不允许开展航摄任务的。如确需开展航摄工作，事先必须与机场塔台取得联系，掌握航班动态，根据航班间隙合理确定航拍时间。为了保障安全，有些无人机的飞控系统会限制无人机在距离机场5千米范围内飞行。尽管已经掌握了航班的动态信息，在无人机起飞前还是要与机场塔台确认一下航班动态，确认航班没有临时变动方可执行航拍飞行任务。如果航班间隙少于1小时，为安全起见，期间不能安排航怕任务。即使摄区周边没有机场或距离机场超过10千米，也不能随意起飞无人机，需要与空域主管部门进行沟通，了解有无直升机、小型飞机等通用飞行任务，确保摄区上空没有飞行计划，并限制无人机的飞行高度，相对航高通常不应超过200米。对于人员密集场所，如学校、市场、车站等，应选择合理的飞行时间，避开人员高峰期。同时要随时观察空中有无风筝、气球等影响无人机飞行的障碍物，以便及时避让。无人机通常可以抵抗6级风，但风力超过4级，降雨概率较大时不要冒险作业。 3 航线设计 3.1 无人机起降点的选择 无人机起降点的选择非常关键，需要综合考虑以下因素：场地开阔，可以全程监控无人机的飞行状态；周边100米范围内不应有信号发射塔、高压电线等干扰源；起降点场地不应小于10平米，且应平整，不受外界干扰；遇突发事件处置方便，能够迅速到达事故现场；航摄效率，即起降点与航摄起点和终点的距离尽可能短，并可同时兼做相邻架次的起降点。选择楼顶作为起降点的，需要注意飞行高度应为以地面为基准的航高减去起降点高度，不能直接设定为以地面为基准的航高。同时要安排地勤人员保障安全。 3.2 航高的确定 航高取决于成图精度和所采用的相机解析度及主距。倾斜摄影相机由多个不同角度的镜头组成，可同时获取多组不同角度的影像。与传统单镜头成像模式相比，多镜头成像模式能够消除成像死角问题，并大幅提升成果的精度。通常120～150米航高可以满足1：500地形图的成图要求；150～200米航高可以满足1：1000地形图的成图要求；200～300米航高可以满足1：2000地形图的成图要求。航高越低影像精度越高，航高越高摄影效率越高。需要注意的是，无人机与场地或建筑物最高处应保持30米以上的垂直距离，以保证飞行安全。 3.3 像片重叠度的确定 无人机因其自重较轻，抗风能力较差，飞行过程中的姿态保持较差，像片重叠度的设计要略高一点，否则容易出现航摄漏洞。通常用于影像和地形图成图的，航向重叠度应不低于70%，旁向重叠度应不低于40%；用于地面场景重构的，一般地区航向重叠度应不低于75%，旁向重叠度应不低于50%。城区航向重叠度应不低于75%，旁向重叠度应不低于65%。设计旁向重叠度时需要注意航线间距不能过小，通常航线间距应大于30米，避免急速转弯发生事故。若因低航高、高旁向重叠度要求导致航线间距应小于30米，无人机转向模式应采用悬停转向模式，不能采用自适应转向模式。 3.4 航程的控制 航线转向次数越多作业效率越低，通常航线按长方形区域进行布设，航线平行于长方形的长边，这样能减少无人机转弯的次数，提高效率，如图1所示。同时应根据无人机的续航能力合理设计航线的长度，绝不可以将航线长度设计为无人机的最大航程，要为处理突发事件留有余地，确保无人机具备足够的动力安全返航。无人机的动力一旦耗尽，将直接导致炸机，发生事故。用电池作为无人机的动力，在新电池使用前应测准电池的续航能力，每次飞行前应测试电压，确保电池处于满电状态。飞行过程中要实时监测电池电压的变化情况，遇变化异常时应立即返航。遇低温刮风天气，应相应缩短航程。