工業(yè)級(jí)無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)研究

付磊 閆偉冬 魏英杰

吉林省匯眾測(cè)繪技術(shù)有限公司 吉林 長春 130000

引言

近年來，各種突發(fā)事件的發(fā)生，給我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展、民生發(fā)展上帶了極大的不良影響。使用無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)研究主要指在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，能夠及時(shí)有效的采取相關(guān)措施，應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)的使用，能夠減輕不必要的損失，有利于維護(hù)社會(huì)安定團(tuán)結(jié)。充分利用個(gè)各種高科技設(shè)備與高科技技術(shù)，構(gòu)建系統(tǒng)、全面、科學(xué)的無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)。無人機(jī)由于其自身具有輕便靈活、掃描精準(zhǔn)等特點(diǎn)，在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)，發(fā)揮了巨大的作用。

1 總體思路

1.1 需求分析

無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)的構(gòu)建是國家重點(diǎn)規(guī)劃的項(xiàng)目之一。主要從三方面進(jìn)行規(guī)劃：保障區(qū)域、信息獲取能力、信息處理能力。要求無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪的保障區(qū)域能夠覆蓋我國國土的80%以上，尤其對(duì)于重點(diǎn)海域這種監(jiān)測(cè)較為困難的地域，要進(jìn)行全面重點(diǎn)監(jiān)控；能夠及時(shí)有效的獲取實(shí)時(shí)信息，并及時(shí)上傳到信息處理系統(tǒng)；在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，要求無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)清晰圖像在4小時(shí)之內(nèi)傳送到國家應(yīng)急平臺(tái)，保障數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

突發(fā)事件是不可控的，只能使用無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)突發(fā)事件，能夠第一時(shí)間進(jìn)行有效控制。突發(fā)事件基本可以概括為四大類：自然災(zāi)害、社會(huì)安全突發(fā)事件、公共衛(wèi)生突發(fā)事件、事故災(zāi)難。其中以自然災(zāi)害發(fā)生次數(shù)最多，造成影響較為嚴(yán)重。所以，根據(jù)不同的突發(fā)事件，無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)分為三類：在發(fā)生地震、森林火災(zāi)等重大自然事件時(shí)，由于突發(fā)性較強(qiáng)，破壞性較大。所以無人機(jī)應(yīng)該在經(jīng)過長距離的飛行，對(duì)突發(fā)事件的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面、清晰的拍攝，在四小時(shí)之內(nèi)，將突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)情況傳送到國家應(yīng)急平臺(tái)，要求影像清晰，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；相比于地震這種大范圍的突發(fā)事件來說，山體滑坡、泥石流屬于中小范圍的突發(fā)事件。一般發(fā)生在山地或者丘陵，想要及時(shí)掌控實(shí)時(shí)情況較難。所以，應(yīng)該使用無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)，需要無人機(jī)具有一定的續(xù)航能力，能夠在突發(fā)事件的周邊迅速起飛，獲取相應(yīng)的影像與數(shù)據(jù)；中小型突發(fā)事件由于突發(fā)環(huán)境的特殊性，極易發(fā)生二次事故。所以，應(yīng)該利用無人機(jī)能夠定點(diǎn)懸停的特點(diǎn)，對(duì)事故點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)預(yù)警，做好預(yù)防工作。對(duì)事故地點(diǎn)進(jìn)行全面、精準(zhǔn)、及時(shí)的監(jiān)測(cè)。

1.2 設(shè)計(jì)思路

無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)受到多種因素的影響，應(yīng)該從多角度出發(fā)，將科學(xué)的理論與實(shí)際相結(jié)合，構(gòu)建一個(gè)完善的無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)。根據(jù)不同的突發(fā)事件，突發(fā)事件的影響范圍，進(jìn)行無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)的構(gòu)建。能夠在不同的突發(fā)事件面前，采取不同的應(yīng)急模式；無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)完整的統(tǒng)一體。所以，在系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，應(yīng)該從整體角度出發(fā)。無人機(jī)的飛行能力，信息獲取能力、續(xù)航能力、影響拍攝能力等都需要進(jìn)行一體化的設(shè)計(jì)；在保證無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，盡量秉持著經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則。實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的使用性能與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

2 系統(tǒng)組成與指標(biāo)設(shè)計(jì)

突發(fā)事件一旦發(fā)生，是比較突然、讓人措手不及，破壞性較為嚴(yán)重的。所以，最重要的就是掌握突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，能夠第一時(shí)間接收到影像以及數(shù)據(jù)這些基本信息，并且進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)就需要及時(shí)的拍攝現(xiàn)場(chǎng)的影像，要求清晰全面，現(xiàn)場(chǎng)的地勢(shì)地貌，現(xiàn)場(chǎng)的受災(zāi)情況，都需要及時(shí)傳送到應(yīng)急平臺(tái)，為應(yīng)急指揮提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，減輕傷害。

2.1 中航時(shí)固定翼無人機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成

中航時(shí)固定翼無人機(jī)系統(tǒng)主要是由系統(tǒng)飛行器、傳感器、指揮控制平臺(tái)等設(shè)備構(gòu)成。其中傳感器作為連接無人機(jī)與應(yīng)急平臺(tái)的重要紐帶，能夠?qū)D像以及數(shù)據(jù)傳送至應(yīng)急平臺(tái)。所以，應(yīng)該尤其重視。傳感系統(tǒng)能夠在無人機(jī)飛行的過程中，隨時(shí)隨地的獲取突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息以及影像信息。同時(shí)，能夠很好的應(yīng)對(duì)不同的天氣，不管在晴天、陰天、雷雨天，都能夠及時(shí)準(zhǔn)確的獲取數(shù)據(jù)信息，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

2.2 短航時(shí)固定翼無人機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成

短航時(shí)固定翼無人機(jī)飛機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成主要有飛行器、傳感器、指揮控制平臺(tái)等設(shè)備。傳感器與中航時(shí)固定翼無人機(jī)不同，使用光學(xué)面陣傳感器，具有較強(qiáng)的定位功能。無人機(jī)起飛的方式采用垂直的模式，自動(dòng)化操作，能夠迅速起飛，對(duì)于起飛場(chǎng)地要求較低，及時(shí)有效的獲取現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息以及影像信息，并且能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析處理，上傳到應(yīng)急平臺(tái)。極大的減輕了應(yīng)急平臺(tái)工作的分量。能夠根據(jù)上傳信息迅速作出應(yīng)急措施。

結(jié)束語

隨著信息化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)應(yīng)急測(cè)繪系統(tǒng)充分利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)控制的自動(dòng)化、信息化。能夠?qū)ν话l(fā)事件進(jìn)行及時(shí)有效的信息數(shù)據(jù)影像傳送，不僅在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，在國家管理中也得到了廣泛應(yīng)用。充分體現(xiàn)了無人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)的優(yōu)越性。