基于无人机的红外成像巡检系统研制与实验

发布时间：2020-04-05 12:32

【摘要】：由于无人机具有运输、救援、空中巡检等功能,近年来在各工程领域中已成为不可缺少的一部分。目前在空中巡检的实际应用过程中,对无人机巡检系统的要求日益提高,因此寻求多种方法提升无人机的空中巡检能力也成为了该领域的研究热点。将红外热像仪搭载至无人机上形成红外成像巡检系统,将无人机巡检系统的监测能力扩充至红外波段,不受可见光、环境和天气等因素影响,可独立或者与可见光结合对目标进行单模态及多模态融合巡检,能够显著提高无人机巡检系统的监测能力。本文主要研制了基于无人机的红外成像巡检系统,并优化无人机的空中巡检的航线。此外,通过实验证明无人机搭载红外热成像相机能够获得高分辨率的图像,提升无人机空中巡检系统的监测能力。首先,对无人机系统的主要组成部件及其工作形式进行研究,在此基础上计算了螺旋桨推力和电机效率,并对推进系统的各组成部分及算法进行研究。其次,对可搭载红外热成像相机的无人机系统进行建模。根据相机的总重量及无人机可承载的重量,提出三种螺旋桨推力的建模方案,并在其中选择一种更为合适方案应用于后续研究。同时,使用Flyeval软件计算无人机的总飞行时间和航程。然后,在上述研究的基础上选择较为合适的框架结构及零部件为自行研制的无人机系统,并且建立了飞行控制器的不同飞行模式模型。通过在无人机系统上搭载一个与相机等重的物体进行试飞实验,在不同天气和光线的条件下对无人机系统的总飞行时间进行实验研究,实验验证了该系统能够成功并且稳定的工作。最后,使用搭载红外热成像相机的无人机系统进行巡检成像实验研究,通过对拍摄到的高分辨率图像进行分析可清晰地识别建筑房顶的破损情况。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN219;V279

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本文编号：2615023