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ZM-820 型四旋翼无人飞行器系统简介

时间:2016-7-20阅读:1459
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多旋翼无人驾驶飞行器简称“ 无人机” UAV ),是利用无线电遥控设备和

机载的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无无驾驶舱,但安装有自动驾驶仪、

程序控制装置等设备。地面人员通过遥控器、地面站等设备,对其进行跟踪、定

位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通直升机一样垂直起飞。回

收时,可像普通直升机着陆过程一样的方式自动垂直着陆,也可通过遥控器手动

控制降落。可反复使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反恐、取证

等。

 

飞行平台简介

ZM-820 型四旋翼无人飞行器系统是一款可快速拆装的便携

式小型无人机(Minitype UAV)。

ZM-820 型四旋翼无人飞行器机身结构均由碳纤维材料制成。

机架、上盖、支臂、起落架、电机架等皆为轻强结构设计。其中四个

支臂采用插接式结构,收纳尺寸更方便便携。

ZM-820 型四旋翼无人飞行器系统带载起飞重量小于 9 公斤,

zui大外形尺寸小于 180 厘米。LY-820 机身展开时间仅为几分钟,

通电等候 GPS 卫星定位时间也仅为几分钟。实为一款用途广泛之小

UAV 作业器材。

动力系统简介

ZM-820 型四旋翼无人飞行器的动力系统是由旋翼、电机、调

子调速器、电池组等组成。

ZM-820 型四旋翼无人飞行器采用了四支 28 .5 英寸旋翼,旋翼由

碳纤维材料(The carbon fiber material)制造,采用湿法糊制工艺

固化成型,轻质而高强度。旋翼设计经无数次测试、优化改进,气动

性能符合空气动力学原理;配合外转子无刷低速电机(Outer

rotor brushless motor)和 400Hz 控制频率的电子调速器(Motor

speed controller),在 22-44v 电压工作下,可保证ZM-820 型四

旋翼无人飞行器在各种复杂环境下的安全可靠飞行。ZM-820型四

旋翼无人飞行器的动力电池组采用 6S1P x2 封装方式,内置 12

3.7V/16000mAH Lithium polymer

battery)。该电池组除给动力系统提供强劲电源外,同时,还利用

DC/DC 直流转换技术给自动驾驶仪、陀螺稳定云台、测控链路设备、

图传设备等提供电源。

飞控系统

飞控系统(flight control system)是ZM-820 型四旋翼无人

飞行器的心脏!在烟盒大小的自动驾驶仪里,安装有三轴电子陀螺

piezoelectric gyroscope)、三轴加速度计(accelerometer)、高

精度气压计(manometer)、精密电子罗盘、GPS 天线及模块等各

种传感器。飞控软件系统是一个复杂的自动控制系统,分内环(姿态)

控制和外环(位置)控制两部分。它能根据飞行器本身的姿态变化和

外界环境向电机发出控制指令,从而自动调整飞行器平衡并锁定高度

和位置。也可以接收地面遥控器(remote controller)或者地面站

ground station)指令信息,执行各种任务动作(接收包括对飞行

器飞行姿态指令和对机载设备的控制指令)。

测控链路

ZM-820 型四旋翼无人飞行器装备了专业的美国 9Xtend-900M

数传电台,以完成双向数据传输(bidirectional data transfer)任

务。双向数据传输的测控链路地实现了飞行数据下传和控制指令

上传的功能。

 

A 遥测:

飞控系统可将飞行器的姿态数据(attitude of flight vehicle)、

位置数据( location data)、高度数据(Height data)、速度数据

flight velocity)、航向数据(Electronic compass)以及动力电压

数据(Voltage data)等各种参数通过测控链路(downlink)实时

下传(Real-time transmission)到地面遥控器或地面工作站。

 

B 遥控

ZM-820 型四旋翼无人飞行器的飞控系统通过测控链路的实时

上行指令传输,可以操作地面站完成如下功能:

自动起飞(Automatic take-off

预设任务航线(The default route

地图指点飞行(Flying in the map.

返航自动降落(Return and automatic landing

全自动导航飞行(通过在地面站上设置飞行路线和航点)(auto

pilot

飞行中实时修改飞行航线

飞行中实时变更飞行目标点

快速设置”热点“(Points of interest)环绕飞行

ZM-820 型四旋翼无人飞行器除自动驾驶之外,同时也支持手控

驾驶(需要地面遥控器设备支持)。

手控驾驶更能精细操控ZM-820 的飞行。

在飞行器的前进、后退、上升、下降、左右旋转等精细操控时,

标配的遥控器设备*可以胜任上述操控。

高配的遥控器设备除上述飞行器飞行控制功能之外,还可以完成

诸如云台的滚转/俯仰控制;光学机载设备的镜头变焦/跟焦、照片拍

照、视频记录控制;投放装置的自动投放以及自动起降、一键返航等

功能。

在空域条件差、气象环境恶劣、GPS 信号不稳定、起降场地不满

足自动起降条件、狭小空间飞行、室内飞行以及其它不适合自动飞行

的场合下,手控飞行都是必须的。

 

图传系统

图传系统(Video transmission system)是ZM-820 型四旋翼

无人飞行器系统在执行侦察、监控、取证、搜索、视频记录、高清照

相等任务时*的配置。

ZM-820 的图传系统将机载设备的图像信号实时传输到地面视

频显示设备(Video monitor)。通过地面视频显示设备,飞控师有

如亲自坐在飞行器上一样,观察和记录地面情况。

根据任务需求,ZM-820 的图传设备有模拟图传(Analog video

transmission)和数字图传(Digital video transmission)两种配

置。

模拟图传设备成本低、延时小;可满足一般任务需求。

数字图传传输稳定,画面清晰,保密性强,传输距离更远;可满

足更的任务需求。

ZM-820 的图传系统不仅可以传输可见光载荷(Visible light

load)的视频信号,还可以传输像红外热成像仪(Infrared thermal

imager)等非可见光设备的视频信号。

安全措施

作为一种升空的飞行器,ZM-820 型四旋翼无人飞行器具有完善

的安全措施。

GPS 信号不稳定或者失落时

在遥控信号受到干扰或中断时

 

在机载电池电压低落或不足时

ZM-820 型四旋翼无人飞行器能够智能判断故障和感知危险。当

发生故障和遇到各种危险时,ZM-820 型四旋翼无人飞行器会及时自

动采取措施。

根据故障现象和危险情况分析结果,ZM-820 型四旋翼无人飞行

器会:

地面站/遥控器 发出声、光、电报警信号

自动返航降落

就地安全迫降

系统组成

ZM-820 型四旋翼无人飞行器有着非常完备的系统配置。每套

ZM-820 型四旋翼无人飞行器都配备有:

飞行器(Multiple rotorcraft

自动驾驶仪(autopilot

机载设备(load

测控链路(emetry and econtrol communication link

遥控器( econtroller

地面站(ground station

技术参数

飞行平台参数:

碳纤维旋翼 28.5 英寸

碳纤维旋翼(3 叶高原型) 28.5 英寸

ZM-V8008 电机 外转子无刷(防水)型

调速器 变频 50A/600Hz

电池组 16000mAH/6S1P x2 锂聚合物电池组

收纳方式 折叠或插接式

机身 碳纤维复合材料

上盖 玻璃钢复合材料

支臂 碳纤维复合材料

起落架 碳纤维复合材料

收纳外形尺寸(mm 760x400x360

展开外形尺寸(mm 1800x1800x600

机身涂装颜色 客户定制

飞控功能:

手动起飞

自动起飞

手动降落

自动降落

自动驾驶飞行模式

飞控辅助飞行模式

实时航点飞行模式

地图指点飞行模式

遥控器飞行模式

OSD 视频叠加显示

GOOGLE 地图支持

飞控数据记录

GPS 失落报警

GPS 失效保护

电池电压报警

电池欠压保护

一键返航降落

测控链路中断报警

测控链路失效保护

飞行参数:

zui大起飞重量(kg 10

标准载荷重量(kg 2

巡航速度(m/s 10

zui大平飞速度(m/s 8

海平面爬升率(m/s 6

zui大抗风能力(m/s 12

海拔升限(m 5000

测控链路通讯距离(km 10

zui大续航时间(min 75

zui大飞行半径(km 20

机载设备参数

载荷型号

SONY NEX 5N 1610w Exmor APS HD CMOS 影像传感器

视频记录

AVCHD MP4 1920 x 1080 (50p/ 平均比特率 28 Mbps),

高清照片

DRO 优化图像模式 RAW+JPEG fine 16M4912x3264

光学变焦

电动光学变焦镜头 E 16mm-50mm 连续

视频输出

HDMI (满画幅)/ AV

储存介质

Memory Stick PRO 记忆棒 SanDisk SDHC 储存卡

云台控制

云台俯仰控制-由电子陀螺稳定控制

云台滚转控制-由电子陀螺稳定控制

载荷全重

(含双轴自稳云台及伺服器 x2 1.5kg

控制方式

执行 ZM 载荷红外控制协议(可遥控镜头变焦、视频记录、照片拍

摄)

测控链路参数

电台型号: 9XTend OEM RF Module

发射频率: 902-928MHz

输出功率: 1mW-1000mW 可调

工作电压: 2.8-5.5v

传输距离: @115,200 bps up to 7miles11km,使用定向天

线)

模块重量: 18g

模块尺寸: 3.65cm x 6.05cm x 0.51cm

连接针口:20-pin

模拟图传参数

模拟图传发射机

工作频段: 2400-2480MHz

可选信道: Ch1 2414/2490MHz Ch2 2432/2510MHz

Ch32450/2390MHz Ch4 2468/2370MHz

调制方式: FM 宽频调频

发射功率: 400mW

工作电压: DC 5v

工作电流: 350mA

外形尺寸:35mm x 24mm x 5mm

模拟图传接收机

工作频段: 2400-2480MHz ISM

可选信道: Ch1 2414/2490MHz Ch2 2432/2510MHz

Ch32450/2390MHz Ch4 2468/2370MHz

调制方式: FM 宽频调频

接收灵敏度:-93dBm

工作电压: DC 5v

电流消耗: 150mA

外形尺寸: 45mm x 30mm x 4.8mm

内置频率锁相环高稳定性 低杂波泄漏

通过美国 FCC 和欧洲 CER&TTE)无线认证

 

数字图传参数

超小型 COFDM 调制编码一体化发射模块

视频编码: 全高清 H.264 编码,支持 D1720P720i1080i

1080P

发射频率: 可覆盖 VHFUHFL S 波段,输出功率 200mW

带宽支持: 1.5M2M4M6M7M8M 可调

视频接口: 支持标清 CVBS 接口,高清 HDMI/HD-SDI/YUV 接口

用户加密: 支持 AES 加密 AES 128 ; ABS 64/128

工作电压: DC 12-16v

输入幅度: 800mV

HDMI 接口: HDMI 1.1 版本

视频制式: PAL/NTSC

视频分辨率: 720x576PAL 720x480NTSC

视频速率: 500kbps-5100kbps

调制模式: COFDM

外形尺寸: 71mm x 56mm x 11mm

模块重量:46g

环境温度:-25ºC~+45ºC

超小型 COFDM 调制编码一体化接收模块

输入频率: 250-860MHz

射频接口: SMA (支持分集接收天线)

输入电平: -102dBm -20dBm

解调方式: COFDM

视频图像: 1920×1080×60i/50iMAX

视频存储: USB 接口存储

视频制式: PAL/NTSC

工作电压: DC 6-14v

工作电流: 600mAmax

环境温度:-25ºC~+45ºC

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