某四軸野外救援無人機(jī)系統(tǒng)測試和總結(jié)分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u14497某四軸野外救援無人機(jī)系統(tǒng)測試和總結(jié)分析案例 1237231.1無人機(jī)最終設(shè)計(jì) 1322251.2場景模擬和測試 2149601.2.1無人機(jī)的調(diào)試 229711.2.2測試數(shù)據(jù) 31.1無人機(jī)最終設(shè)計(jì)最終測試的實(shí)物是基于pix飛控的四軸無人機(jī)。無人機(jī)自主設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于最開始設(shè)計(jì)者必須確定好無人機(jī)的基本參數(shù)，確定參數(shù)的第一步從選擇機(jī)架開始，機(jī)架的型號(hào)有330、450，機(jī)架的臂展有35CM。確定好無人機(jī)機(jī)架的基本大小后，可以開始規(guī)劃無人機(jī)攜帶的基本設(shè)備了（GPS、云臺(tái)攝像頭、機(jī)械爪、超聲波、光流計(jì)等），然后根據(jù)自己的需要選擇合適的航模電池，至此無人機(jī)的雛形基本確定。一般情況下，除微小型無人機(jī)外，微型和中型多旋翼無人機(jī)使用的電機(jī)一般為無刷電機(jī)并配有電調(diào)。電機(jī)的型號(hào)多樣，但在同一規(guī)格區(qū)間內(nèi)電機(jī)的質(zhì)量不會(huì)有太大的出入，所以在確定好無人機(jī)的雛型后，無人機(jī)的重量基本確定，大約在1KG-2KG左右。這時(shí)可以開始電機(jī)選型了，無人機(jī)的最大總重量*125%就是電機(jī)所需的最小總推力，預(yù)留的25%推力需要用在無人機(jī)傾斜、旋轉(zhuǎn)、上升等機(jī)動(dòng)動(dòng)作上，電機(jī)預(yù)留的推力越多，無人機(jī)的載重和抗風(fēng)能力越強(qiáng)，同時(shí)推力過剩也會(huì)造成無人機(jī)能效(有效質(zhì)量比)低下。在最終設(shè)計(jì)中，還加入了投放系統(tǒng)，使用第八通道控制投放裝置，投放的物品配有降落傘，防止對(duì)地面上的人或物造成損傷。同時(shí)為無人機(jī)裝配起落架，為下方的投放裝置預(yù)留足夠的空間。無人機(jī)也配有防撞護(hù)罩和電機(jī)緊急關(guān)閉按鈕，確保了無人機(jī)的安全性。本次設(shè)計(jì)的野外救援無人機(jī)的功能包括但不限于航拍、航點(diǎn)規(guī)劃、自動(dòng)返航、自動(dòng)投放。圖1.1無人機(jī)實(shí)物1.2場景模擬和測試1.2.1無人機(jī)的調(diào)試聲明：在無人機(jī)的測試階段，本人對(duì)無人機(jī)的所有操作均符合相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定，無人機(jī)也已經(jīng)實(shí)名登記過。參考：/login。無人機(jī)飛行時(shí)具有一定的危險(xiǎn)性，在測試過程中，需要避開人群，并給無人機(jī)安裝防護(hù)罩。學(xué)校中人比較多，測試無人機(jī)只能選擇操場，測試時(shí)間選在上午或者晚上10點(diǎn)10以后。無人機(jī)未做防水處理，應(yīng)該避免在下雨天或者水邊測試無人機(jī)。由于準(zhǔn)備工作充分，測試階段未出現(xiàn)危險(xiǎn)情況。圖1.2V5數(shù)傳模塊測試中利用3DRRadioV5數(shù)傳模塊傳輸無人機(jī)狀態(tài)信息，利用電腦接收數(shù)據(jù)，遙控器手動(dòng)控制無人機(jī)的飛行。野外救援無人機(jī)的主要功能是搜索和投放，測試的主要目標(biāo)是確定當(dāng)前飛行器可以完成的任務(wù)以及測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，無人機(jī)的主要功能全部完成，但一些功能由于技術(shù)和資金限制，暫時(shí)無法完成。下面兩個(gè)表格是無人機(jī)測試的情況。表1.1無人機(jī)功能測試測試項(xiàng)目測試情況GPS無法搜索無人機(jī)自檢完成航點(diǎn)飛行未完成起飛懸停完成自動(dòng)返航未完成視頻回傳未完成數(shù)據(jù)回傳完成投放物品完成遙控器信號(hào)中斷測試原地降落圖1.2無人機(jī)試飛表1.2調(diào)試中的問題問題解決情況遙控器不適配選擇正確的接收機(jī)，將遙控器模式調(diào)整為四軸飛行器飛控?zé)o法解鎖校準(zhǔn)傳感器、校準(zhǔn)遙控器通道和量程、檢查無人機(jī)和接收機(jī)的連接電機(jī)不轉(zhuǎn)重新初始化電調(diào)、檢查電機(jī)供電、檢查電調(diào)和電機(jī)是否損壞遙控器搜索不到信號(hào)重新配對(duì)接收機(jī)和遙控器的頻道電機(jī)轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤交換任意電調(diào)連接電機(jī)的兩根線無人機(jī)起飛后翻倒檢查飛控和電機(jī)連接的順序無人機(jī)起飛后自轉(zhuǎn)檢查電機(jī)的安裝順序、重新校準(zhǔn)加速度計(jì)切換飛機(jī)朝向無人機(jī)控制舵反向修改無人機(jī)代碼參數(shù)，反轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)參數(shù)1.2.2測試數(shù)據(jù)由于無人機(jī)的攝像頭損壞無法連接上位機(jī)，所以無人機(jī)無法進(jìn)行超視距飛行，所有測試的功能基于手動(dòng)操作，無人機(jī)的質(zhì)量（加防護(hù)圈不加拋擲物）約為1536g，拋擲物的質(zhì)量約為59g，測試數(shù)據(jù)如下。注：投放口由舵機(jī)控制。圖1.3投放器表1.3無人機(jī)投放測試次數(shù)測試情況1高度：13m；偏移距離：5m2高度：11m；偏移距離：14m3高度：8m；偏移距離：2m4高度：25m；偏移距離：7m5高度：20m；偏移距離：13m6高度：40m；偏移距離：27m表1.4無人機(jī)定點(diǎn)降落測試次數(shù)測試情況1偏移距離：1.3m2偏移距離：0.6m3偏移距離：0.6m表1.5無人機(jī)定高測試次數(shù)測試情況1高度：10-11；保持時(shí)間：4s；不攜帶拋擲物2高度：10-11；保持時(shí)間：8s不攜帶拋擲物3高度：20-21；保持時(shí)間：3s不攜帶拋擲物4高度：20-21；保持時(shí)間：2s不攜帶拋擲物5高度：10-11；保持時(shí)間：2s；攜帶拋擲物6高度：10-11；保持時(shí)間：3s攜帶拋擲物7高度：20-21；保持時(shí)間：1s攜帶拋擲物8高度：20-21；保持時(shí)間：2s攜帶拋擲物注：電池參數(shù)為4000mah、3s、最高電壓12.6v，無人機(jī)使用的電池續(xù)航時(shí)間定義為飛機(jī)保持在飛行高度約5m時(shí)，電池電壓降至11.1v所花的時(shí)間。表1.6無人機(jī)續(xù)航測試次數(shù)測試情況1續(xù)航時(shí)間：7min47s；風(fēng)速：約為1m/s2續(xù)航時(shí)間：7min26s；風(fēng)速：約為1m/s3續(xù)航時(shí)間：6min46s；風(fēng)速：約為3m/s表1.7無人機(jī)航向保持測試次數(shù)測試情況1測試時(shí)間：10s；航向偏移：3.78度；不攜帶拋擲物2測試時(shí)間：10s；航向偏移：2.67度；不攜帶拋擲物3測試時(shí)間：10s；航向偏移：1.47度；不攜帶拋擲物4測試時(shí)間：10s；航向偏移：1.93度；不攜帶拋擲物