应用于户外的无人机应急搜索系统研究

发布时间：2017-10-06 00:49

  本文关键词：应用于户外的无人机应急搜索系统研究

  更多相关文章： 无人机搜索系统 短距离无线通信技术 机载探测器 救援信标机 GPS

【摘要】：随着生活水平的日益提高,越来越多的都市白领和户外爱好者周末都会选择去山林深处探险,但是,多数人没有经过专业的野外知识培训,缺乏必要的自我保护意识和自我营救能力,一旦人员遇险或者失踪,通常只能等待管理相关部门的营救,同时,营救也需要投入大量的人力、物力。现有的野外遇险人员搜索技术多以地面式人力搜索和通用航空人眼观察等方式进行搜救,由于险情发生地区多为未开发成熟景区,通信、医疗、气候和地形等条件复杂、恶劣,因此,搜救难度较大,失踪人员生还率低、救援效果不明显。无人机做为一个新兴产业,得到了国家的大力扶持。无人机由于自身无需人员驾驶,轻便、小型、起降对气候条件要求低、具备迅速起降等特点,因此,对野外遇险人员搜索技术的发展有了新的启示。本论文利用短距离无线通信技术、航拍技术配合无人机飞行平台,提出一种新的无人机搜索系统的概念,克服地面人力搜救和人眼观测的主要缺点,可以快速、准确的获得遇险人员的地理位置信息,然后进行救援,是针对现有的搜救技术提出的新的思想和解决方案。搜索系统通过STM32F401、短距离无线传输芯片nRF905和GPS模块构建机载探测器和救援信标机的硬件平台,并通过制定搜索系统的短距离无线通信协议,为野外人员遇险后,快速的定位遇险人员的地理位置信息并提供给营救部门实施救援。
【关键词】：无人机搜索系统 短距离无线通信技术 机载探测器 救援信标机 GPS
【学位授予单位】：西京学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 课题的研究背景及意义14-17
• 1.1.1 课题的研究背景14-16
• 1.1.2 课题的研究意义16-17
• 1.2 搜索系统的研究及发展状况17-20
• 1.2.1 无线电定位技术研究与发展状况17-18
• 1.2.2 无人机技术研究及发展状况18
• 1.2.3 无人机搜索系统的研究及发展状况18-20
• 1.3 研究内容20
• 1.4 本论文的主要工作20-22
• 第二章 航拍云台的选用22-26
• 2.1 航拍云台发展22-23
• 2.1.1 固定式航拍云台22
• 2.1.2 带三轴稳定补偿的航拍云台22-23
• 2.1.3 带两轴稳定补偿的航拍云台23
• 2.2 航拍云台系统组成及工作原理23
• 2.3 DJI大疆Zenmuse H3-2D云台23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 短距离无线通信技术的无人机搜索系统26-40
• 3.1 搜救系统26-28
• 3.1.1 全球卫星搜救系统COSPAS/SARSAT26-27
• 3.1.2 基于短距离通信技术的无人机搜索系统27-28
• 3.2 无线模块的频率和天线28-34
• 3.2.1 无线频段的分类28-30
• 3.2.2 无线通信传播模型30-34
• 3.3 系统天线选型34-38
• 3.3.1 天线基础理论34-35
• 3.3.2 天线类型35-37
• 3.3.3 系统工作频率选择37-38
• 3.4 救援信标机低功耗系统的设计方案38-39
• 3.4.1 救援信标机的电路设计方案38
• 3.4.2 无线通信软件设计方案38
• 3.4.3 救援信标机供电电源设计方案38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 短距离无线通信系统硬件设计40-49
• 4.1 无人机系统40-43
• 4.1.1 四轴飞行器框架结构40-41
• 4.1.2 四轴飞行器飞行原理41
• 4.1.3 飞行控制系统41-43
• 4.2 无人机搜索系统43-44
• 4.3 机载探测器系统设计方案44
• 4.4 机载探测器硬件设计44-46
• 4.4.1 MCU选用44-45
• 4.4.2 无线通信模块45
• 4.4.3 机载探测器的电源模块45-46
• 4.5 救援信标机的硬件设计方案46-48
• 4.5.1 定位模块46-47
• 4.5.2 救援信标机的电源模块47-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第五章 短距离无线通信系统软件设计49-57
• 5.1 机载探测器软件设计49-52
• 5.1.1 机载探测器接收模块软件设计49-52
• 5.2 救援信标机软件设计52-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第六章 无人机搜索系统测试57-61
• 6.1 机载探测器和救援信标机通信测试准备工作57-58
• 6.1.1 硬件电路准备工作57
• 6.1.2 程序烧录57
• 6.1.3 通信程序调试57-58
• 6.2 无人机搜索系统硬件安装58
• 6.3 无人机搜索系统软件测试58-60
• 6.4 本章小结60-61
• 第七章 总结与展望61-63
• 7.1 总结61-62
• 7.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果66-67
• 致谢67

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本文编号：979803