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
型 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 片
3.7V/16000mAH 高 能 量 锂 聚 合 物 电 池 ( 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。
在 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 是
自动起飞 是
手动降落 是
自动降落 是
自动驾驶飞行模式 是
飞控辅助飞行模式 是
实时航点飞行模式 是
地图指点飞行模式 是
遥控器飞行模式 有
OSD 视频叠加显示 是
GOOGLE 地图支持 是
飞控数据记录 是
GPS 失落报警 有
GPS 失效保护 有
电池电压报警 有
电池欠压保护 有
一键返航降落 有
测控链路中断报警 有
测控链路失效保护 有
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 16M(4912x3264)
光学变焦
电动光学变焦镜头 E 口 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 7miles(11km,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 CE(RTTE)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 D1,720P,720i,1080i,
1080P
发射频率: 可覆盖 VHF,UHF,L 及 S 波段,输出功率 200mW
带宽支持: 1.5M,2M,4M,6M,7M,8M 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: 720x576(PAL) 720x480(NTSC)
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/50i(MAX)
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: 600mA(max)
环境温度:-25ºC~+45ºC