海上无人机系统技术方案20xx

海上无人机系统技术方案20xx内容摘要：

括一个电源模块，完成基带板的供电。 基带板与射频的中频接口为高中频 , 电源由 +12V 供电。 遥测发射机射频模块从功能的角度可分为：上变频模块和功率放大模块。 变频模块将调制后的中频信号上变频至指定的频段，功放模块将信号放大后送天线发射输出。 图像 /遥测通道采用 OFDM 体制，构成下行图像传输链路，完成图像数据与遥测数据的实时下行传输。 OFDM(正交频分复用 )不仅能够有效地传输高速图像数据，同时在图像、数据接口方面和系统集成方面都具有较大的优势和先进性，其基本原理是将高速数据流通过串并转换，分解成许多低速率的子数据流，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输，各个子信道的载波互为正交。 各 子载波并行传输，减小了对单个载波的依赖性，其抗多径衰落能力、抗码间干扰（ ISI）能力、抗多普勒频移能力等都得到了显著提高。 （ 6）机载电气系统 为使 飞行器 上各系统和设备正常工作，完成预定的功能，需要使用电气系统提供满足预定设计要求的电能，包括足够的电容量和可靠的配电，并保证供电质量符合要求。 因此电气系统是 飞行器 系统的重要组成部分。 （ 7） 回收伞 回收伞采用十字型伞，其优点是下降时 固 有摆动角度在所有伞型中是最小的，可 防止 机体损伤。 伞降时，机体落地采用气囊减震；为防降落后大风拖拽引起机体损伤，设计有落地时自动 抛伞功能。 （二） 任务载荷 海事无人机系统设计方案 15 1 功能 与组成 海事无人机 任务载荷 用于对地面目标进行探查、跟踪及定位，具有体积小、作用距离远、技术指标高的特点；设备有可见光 /红外 摄像机和高清数码相机，可采用换装方式使用，能够实现高分辨、手动 /自动搜索和跟踪目标；可以与其他机载、地面设备信息配合解算目标位置，实现目标定位功能。 任务载荷 由 稳定云台 和探测设备（高清数码相机、可见光 /红外 摄像机）等组成。 2 方案指标 方案 技术指标见 表 3。 表 3 任务载荷 技术指标 名称 项目 方案 技术 指标 任务载荷 照相与 摄像设备 *惯性稳定云台：方位角寻址范围： 160，方位角寻址角速度： 0～ 60/s，俯仰角寻址范围： 30，俯仰角寻址角速度： 0～ 70/s。 *光学照相机：分辨率 （ 500m 拔高时），传感器尺寸： 3624mm ，最大分辨率： 55003 500，支持 64G存储卡，具备 4小时内连续拍摄并存储的能力。 *可见光摄像： 720P，大视场： ～ 46186。 （ 1177。 5%），具有自动调光、自动调焦、连 续变倍的功能，具备连续录像 4小时并存储的能力。 红外摄像机： 探测器分辨率： 320 240 热灵敏度： 80mk@25℃ 帧率： 25Hz 波长范围： 8μ m～ 14μ m 电视跟踪器：最小跟踪目标尺寸： 3 3 个像素，跟踪误差： 1TVL，目标截获跟踪方式：人工截获，自动跟踪 /手动跟踪； 3 技术方案  任务设备 装载方案 本方案设计 摒 弃传统的吊舵装载模式， 拟 采用先进的双装载方式，即 将 可见光摄像机装载于机头，将 照相设备装载于机身中间机腹位置， 执行任务时，两种设备可以同时装载，也可只搭载其中之一。  设备选型 （ 1） 高清 摄像机机芯 实物图 表 4 高清机芯参数对比表 品牌 Panasonic 型号 MH322 海事无人机系统设计方案 16 传感器 1/ CMOS 有效像素 2M 最低照度 彩色 （ 50IRE Gain： high） 黑白 （ 50IRE Gain： high） 信噪比 大于 50dB 焦距长度 f= 变焦倍率 光学 22倍 数字 20倍 视场角 水平： 176。 垂直： 176。 白平衡 ATW/AWC/Manual/3200k/5600k/4200k 背光补偿 多点 /中心 /遮挡 /关 宽动态 开 /关 作用于 1080p25/1080p30 电子快门 高速 1/50,1/120,1/2501/16000 长曝光 x2， x4， x8， x16， x32， x64， x128 光圈控制 自动 /手动，等级可设 数字降噪 开 /关 等级可设 伽马校正 运动侦测 开 /关 镜像功能 水平 /垂直 /水平、垂直 /关 对比度 级别可调 自动跟踪 支持 透雾功 能 支持，级别可设置 同步系统 内同步 视频输出 数字输出（ LVDS） 1080/,1080/,1080/, 720/ 1080/50p,1080/50i,1080/25p,720/50p 分量输出 (Y/Pb/Pr)： 1080/,1080/,1080/, 720/,480/ 1080/50p,1080/50i,1080/25p,720/50p, 576/50p 模拟输 出 N制 /Pal制 通信接口 UART： COMS 5V 电源 DC612V 外形尺寸 50mmx60mmx94mm 重量 约 290克 （ 2）光学照相机 海事无人机系统设计方案 17 a) 机身 选择： 相机选用 CANON EOS 5D Mark III， 并进行装机改造，如机上供电、拍摄控制、输入输出控制等，其性能 满足指标要求。 机型如 图 8，性能参数见 表 5。 图 8 CANON EOS 5D Mark III 机身实物图 表 5 相机 主要 参数表 主要性能 机身特性 全画幅数码单反 产品定位 高端单反 传感器类型 CMOS 传感器尺寸 3624mm 最大像素数 2340万 有效像素 2230万 光学变焦 影像处理器 DIGIC 5+ 最高分辨率 57603840 高清摄像 全高清（ 1080） 快门性能 快门类型 电子控制焦平面快门 快门速度 1/601/8000秒（场景智能自动模式） b门： 301/8000秒（总快门速度范围。 可用范围随拍摄模式各异） 曝光控制 曝光模式 程序自动曝光（ P），快门优先曝光（ S），光圈优先曝光（ A），手动曝光（ M）， B门曝光 曝光补偿 手动：在 177。 5 级间以 1/3或 1/2级为单位调节 自动包围曝光：在 177。 3 级间以 1/3或 1/2级为单位调节 测光方式 63区 TTL全开光圈测光，评价测光（与所有自动对焦点联动），局部测光（取景器中央约 %的面积），点测光（取景器中央约 %的面积），中央重点平均测光 白平衡 自动，预设（日光，阴影，阴天，钨丝灯，白色荧光灯，闪光灯），用户 自定义，色温设置 （约 2500 10000K）白平衡矫正和白平衡包围曝光 感光度 ISO 10025600可扩展至 50102400，拍摄视频时 ISO 10012800可扩展至 10025600 海事无人机系统设计方案 18 拍摄性能 降噪能力 可应用于长时间曝光和高 ISO感光度拍摄 存储性能 存储卡类型 SD卡 /CF卡 文件格式 图片： JPEG（ Exif ）， RAW： RAW， sRAW1， sRAW2 视频： 接口性能 HDMI接口 支持 视频接口 AV接口 其它接口 外观 外形尺寸 152 产品 重量 约 860g（仅机身） b) 镜头选择 ： 根据航拍的需要，宜选用定焦镜头， 定焦镜头对焦速度快，成像质量稳定 ， 拍摄的运动物体图像清晰而稳定，对焦非常准确，画面细腻，颗粒感非常轻微，测光也 很 准确 ，同时 定焦镜头 光圈大， 可获得更多的通光量，可以在弱光环境下获得更快的快门速度保证不受抖 动 的影响 ， 具有 暗光环境下的适应能力。 定焦镜头另一大优点是拍摄图像无畸变，这对 后续图像拼接 处理尤为重要； 综合 考虑视场角 、光圈等 因素，选用 佳能 EF 50mm f/ USM 标准定焦镜头， 实物如 错误 !未找到引用源。 ， 主要性能参数如 错误 !未找到引用源。 海事无人机系统设计方案 19 （ 3） 惯性稳定云台 （ 4） 电视 跟踪器 （ 5）机载存储 （三） 测控站 1 功能与组成 测控站 负责 飞行器平台 遥控指 令、数据和图像信息的上传下达 ，包括了测控站和测控链路。 测控链路基于无线电通信方式，采用数字通信体系架构，上行遥控采用直接序列扩频抗干扰通信体制，实现对飞行器和 任务载荷 的控制，地面站接收和解码遥测 /图像信息，实现对系统的监视、控制。 测控站采用便携式设计，由测控天线、测控站数据终端、监控平台、监控软件组成。 2 方案指标 方案 技术 指标 见 表 6。 表 6 测控站技术指标 序号 项目 方案技 术指标 1 测控站 功能：（ 1）实现对遥控信息的组帧、编码、调制、上变频、功率放大与发射；完成遥测 /图像信息的接收、解调、滤波、解帧处理。 （ 2）操纵、控制、引导海事无人机飞行以及任务载荷任务的执行，实时接收、处理、显示和存储无人机传输下来的状态信息、航迹和图像及监控视频。 *测控半径：≥ 100km（无线电通视 ） 误码率：≤ 1 105。