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无人机智能起降平台

  • 智能产品竞赛作品——无人机智能起降平台

    作品名称:无人机智能起降平台
    参赛院校:山东理工大学
    指导教师:蒲业壮
    团队成员:宋壮、和营、曹辰、王文华
    数媒竞赛网(mit.caai.cn)2021年参赛作品
    作品描述:

     1.简介  随着无人机相关技术的研发和应用,无人机设备受到人们广泛关注,并且它的优势越来越突显,但也存在相应的问题,其中续航能力差严重制约无人机工作能力和效率的提升。目前市场上无人机续航时间几乎都在30分钟左右,这在一定程度上,限制了专业领域无人机的应用。随着无人化作业的进行,无人机手动更换电池严重阻碍全面无人化发展。本文针对现阶段中小型无人机存在的普遍问题——续航能力差、人为更换电池、起飞降落需要有人员值守的问题进行全自动式无人机电池充换仓的设计,平台通过以无人机降落误差微纠偏运动系统、视觉定位系统、电池更换系统和环控制系统为基础,动态识别无人机和小区域全方位纠偏移动,实现与无人机的精准对接,并通过容差式机械夹持装置,对无人机更换电池,从而实现无人机的长时间续航。本项目将针对高速公路监护进行全自动式无人机电池充换仓应用设计,同时还可服务于农业无人机的无人作业,而且也能在其他领域需长距离工作的无人机提供中点站的服务,如环境监测、电力巡检、大气探测、遥感测绘等领域;区域网式布局,实现对无人机无人化、智能化服务,不仅能节省人力物力资源,还可提高专业部门对无人机的利用率。本项目从无人机更换电池出发,设计了一种便捷、新型、实用、经济的全自动式无人机电池充换仓。平台可实现全自动更换电池功能,并能搭载电池直接充电,保证更换电池作业的持续工作。平台搭载系统易于第三端开发,可在Labview、微信小程序、Java等进行自定义开发。 同时本产品成本低廉、单次流程时间相对市场已有产品缩短3倍,对接精度在10毫米。此对接方法还可应用于其他自动化设备对接领域。鉴于本装置的诸多优点,本装置现拟用于公路巡检。为公路巡检无人机提供起始储仓并作为电池更换中转站。还能能够为私人小范围无人机使用提供便利,更适合于环境监测、电力巡检、灾害搜救、大气探测、遥感测绘等专业领域无人机行业的运用。机巢矩阵的布置能够使无人机实现超长续航时间,为无人机作业全自动化打下坚实基础。 2.创新点 一、识别纠偏,精准定位降落设计 无人机降落时因受仪器、风速影响精确度达不到对接要求,纠偏设计以全方位、多角度移动来弥补降落精度低的缺陷。在200余次的降落测试中,降落在平台有效位置的成功率高达94%。达到无人机精确降落相关领域的领先水平。 二、容差式推送仓对接机构设计 该容差式推送仓设计能够保证夹持机构精确地抓取飞机电池,消除因无人机位置偏差带来的抓取电池失败问题。在198次的测试中,成功实现更换电池工作的次数高达195次,保障了无人化对无人机更换电池的服务,为提高无人机的续航力提供了技术支持。 三、连体式电池仓设计 该3维立体电池仓设计以“快速、简便、省能”的原则实现无人机电池的快速更换。在50次速度测试中,平均耗时保持在45秒之内。 3.新颖性、实用性 一、新颖性方面: 本团队通过补充缺陷、优化体验、改进结构的方式,有效解决了目前市场上无人机起降平台存在的诸多问题。在功能上,满足了各方面的需求,实现了一键启动、自主更换电池等功能;在结构上使流程简洁、快速、稳定。 二、实用性方面无人机起降平台主要有着以下优势:   即时性:在平台安装地点附近需要无人机参与作业时,能够通过远程控制及时启动平台,及时操纵无人机参与到作业当中。   自动性:平台不仅能够自动进行无人机电池的更换工作,同时,还能够实现无人机的一键起飞,进一步优化了在作业过程中的使用。   稳定性:平台不仅能随时确保无人机随时处于最佳状态,同时,定点安放,多点联合,也确保了无人机能够以平台作为中转站进行状态调整和资源补充。


  • 智能产品竞赛作品——无人机智能起降平台

    作品名称:无人机智能起降平台
    参赛院校:山东理工大学
    指导教师:蒲业壮
    团队成员:宋壮、和营、曹辰、王文华
    数媒竞赛网2021年参赛作品
    作品描述:

     1.简介  随着无人机相关技术的研发和应用,无人机设备受到人们广泛关注,并且它的优势越来越突显,但也存在相应的问题,其中续航能力差严重制约无人机工作能力和效率的提升。目前市场上无人机续航时间几乎都在30分钟左右,这在一定程度上,限制了专业领域无人机的应用。随着无人化作业的进行,无人机手动更换电池严重阻碍全面无人化发展。本文针对现阶段中小型无人机存在的普遍问题——续航能力差、人为更换电池、起飞降落需要有人员值守的问题进行全自动式无人机电池充换仓的设计,平台通过以无人机降落误差微纠偏运动系统、视觉定位系统、电池更换系统和环控制系统为基础,动态识别无人机和小区域全方位纠偏移动,实现与无人机的精准对接,并通过容差式机械夹持装置,对无人机更换电池,从而实现无人机的长时间续航。本项目将针对高速公路监护进行全自动式无人机电池充换仓应用设计,同时还可服务于农业无人机的无人作业,而且也能在其他领域需长距离工作的无人机提供中点站的服务,如环境监测、电力巡检、大气探测、遥感测绘等领域;区域网式布局,实现对无人机无人化、智能化服务,不仅能节省人力物力资源,还可提高专业部门对无人机的利用率。本项目从无人机更换电池出发,设计了一种便捷、新型、实用、经济的全自动式无人机电池充换仓。平台可实现全自动更换电池功能,并能搭载电池直接充电,保证更换电池作业的持续工作。平台搭载系统易于第三端开发,可在Labview、微信小程序、Java等进行自定义开发。 同时本产品成本低廉、单次流程时间相对市场已有产品缩短3倍,对接精度在10毫米。此对接方法还可应用于其他自动化设备对接领域。鉴于本装置的诸多优点,本装置现拟用于公路巡检。为公路巡检无人机提供起始储仓并作为电池更换中转站。还能能够为私人小范围无人机使用提供便利,更适合于环境监测、电力巡检、灾害搜救、大气探测、遥感测绘等专业领域无人机行业的运用。机巢矩阵的布置能够使无人机实现超长续航时间,为无人机作业全自动化打下坚实基础。 2.创新点 一、识别纠偏,精准定位降落设计 无人机降落时因受仪器、风速影响精确度达不到对接要求,纠偏设计以全方位、多角度移动来弥补降落精度低的缺陷。在200余次的降落测试中,降落在平台有效位置的成功率高达94%。达到无人机精确降落相关领域的领先水平。 二、容差式推送仓对接机构设计 该容差式推送仓设计能够保证夹持机构精确地抓取飞机电池,消除因无人机位置偏差带来的抓取电池失败问题。在198次的测试中,成功实现更换电池工作的次数高达195次,保障了无人化对无人机更换电池的服务,为提高无人机的续航力提供了技术支持。 三、连体式电池仓设计 该3维立体电池仓设计以“快速、简便、省能”的原则实现无人机电池的快速更换。在50次速度测试中,平均耗时保持在45秒之内。 3.新颖性、实用性 一、新颖性方面: 本团队通过补充缺陷、优化体验、改进结构的方式,有效解决了目前市场上无人机起降平台存在的诸多问题。在功能上,满足了各方面的需求,实现了一键启动、自主更换电池等功能;在结构上使流程简洁、快速、稳定。 二、实用性方面无人机起降平台主要有着以下优势:   即时性:在平台安装地点附近需要无人机参与作业时,能够通过远程控制及时启动平台,及时操纵无人机参与到作业当中。   自动性:平台不仅能够自动进行无人机电池的更换工作,同时,还能够实现无人机的一键起飞,进一步优化了在作业过程中的使用。   稳定性:平台不仅能随时确保无人机随时处于最佳状态,同时,定点安放,多点联合,也确保了无人机能够以平台作为中转站进行状态调整和资源补充。



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