隨著無人機產品越來越多，市場之間的競爭力也在逐步提高。為此，本項目開發了壹種多旋翼無人機，更適用於工業控制、自動化設備等領域的產品。該產品不僅定位合理，而且與其他產品也有壹些區別。任務系統是指具有先進智能設備數據鏈的無人多旋翼任務，具有較高的能量利用效率和載荷運輸性能，在技術上是其他無人機產品無法比擬的。制定合理的市場計劃會給企業帶來壹定的經濟效益。
1多旋翼無人機定義概述
我們常說的無人機是壹種無人飛行器系統，主要是利用無線電智能遙控設備和自身的控制程序裝置來控制無人飛行器。其中，廣義的無人機包括狹義的無人機和飛機模型。
壹種多旋翼飛行器，主要由動力系統、主體和控制系統組成，動力系統包括電機、電源、電子調速器和槳葉；主體部分包括框架、三腳架和雲臺；控制系統包括由遙控接收器和遙控器組成的手動控制；地面站，以及由主控、GPS、IMU、電子陀螺、LED顯示屏組成的飛行控制器。四旋翼飛行器是壹個欠驅動系統，有4個輸入和6個輸出。通過PID、魯棒、模糊、非線性和自適應神經網絡控制。近年來，該系統控制功能的研究趨勢是大載荷、自主飛行、智能傳感器技術、自主控制技術、多機編隊協同控制技術、小型化等。壹些關鍵技術是數學模型的建立、能源供應系統、飛行控制算法、自主導航和智能飛行。
2控制系統的改進和發展階段
多旋翼無人機的控制系統最初由慣性導航系統和MEMS技術組成，形成了EMES慣性導航系統。經過對EMES去噪的研究，有效地降低了傳感器數據的噪聲問題。最終通過恒速單片機和非線性系統結構的研究和應用，在2005年制造出了性能相對穩定的多旋翼無人機自動控制飛機。對其飛機的評價可以從安全性、載重、靈活性、維護性、擴展性、穩定性等方面進行分析。具有體積小、重量輕、噪音低、隱蔽性強、多空間平臺使用、垂直起降、飛行高度低、機動性強、任務執行能力強等特點；從結構上來說，它不僅具有安全性高、拆裝維護方便、螺旋槳小、成本低、控制靈活等特點。
3技術原理
3.1系統組成
無人多旋翼任務系統總體技術方案如圖1所示。如圖，無人多旋翼任務系統由無人機和地面工作站組成。無人機由多旋翼無人機和任務載荷組成；地面工作站由數據鏈通信單元、工業控制計算機和飛行控制搖桿組成。
3.2系統技術原理
3.2.1多旋翼無人機通過微調螺旋槳推力實現穩定的飛行姿態控制和維護。通過多旋翼無人機、常規直升機和固定翼飛機的對比，可以清楚地看到，多旋翼無人機在任務飛行中具有多能源的優勢，從而更好地執行和完成飛行任務，改善維持飛行姿態和消耗大量能源的缺陷，從而更好地保證其能源利用率，直接提高續航時間和載荷運輸性能；在結構上做了很多簡化，省略了傳動機構，大大降低了它的運行噪音、故障概率和維護成本。
3.2.2無人機與地面工作站之間的通信通過設備數據鏈連接，設備數據鏈起著通信中介的作用，也是無人機與地面工作站之間實現地空信息交換的重要橋梁紐帶。在過去，無人機只是壹種普通的點對點通信，用於地對空信息的轉換和連接。由於信號傳輸距離的影響，其性能受到嚴重影響，只能實現壹些簡單的遙控數據信號的傳輸。
但在本項目中，無人多旋翼任務系統的研究是基於數據鏈協議MAVLink的研究，合理嵌入到控制核心和地面數據鏈的ARM平臺，有效改善了以往低空信息傳輸鏈路存在的問題，統壹了遙測、電信、遙控、遙調、遙視五大遙功能，保證了無人機與地面工作站的無障礙通信，從根本上解決了無人機與地面工作站的數據通信問題。其中. 5遙控器；其中，遙測是指對遠方的電壓、電流、功率、壓力、溫度等模擬量的測量；其中，遠程通信是指監控遠方的電氣開關、設備和機械設備的工作和運行狀態；遠程控制是指對遠程電氣設備和電氣機械化裝置工作狀態的控制和保護；遠程調整是指設置和調整被遙控設備的工作參數和標準流程；遙視是指對遠程設備安全運行狀態的監視和記錄。
3.2.3傳統無人機在飛行過程中需要通過遙控器的手動操作來控制其飛行姿態，體現了其自動化程序不完善、功能單調等缺陷。而本項目無人機的研究，在地面工作站，通過任務規劃軟件的匹配，有效改善了以往功能單壹的缺點，直接增加了其功能性。其中，飛行任務規劃軟件，配合GoogleMap高速API接口，可以實現無人機飛行航線在三維地圖上的簡單規劃，同時還可以啟動其航線實現自動巡航、飛行任務執行、返航等操作。
4技術要點和創新點
4.1技術要點:
4.1.1地空信息數據通信。
MAVLink這種先進的智能裝備數據鏈協議的應用，可以有效地整合其所有數據，全部都可以歸納在數據鏈中，集成了5個遙操作，有效減少了各種通信系統和通信模塊存在的問題，提高了通信效率，保證了通信功能的有效發揮。
4.1.2解決飛行姿態控制問題
嵌入式操作系統，在ARM處理器平臺上的應用，加上陀螺儀、卡爾曼濾波等先進算法，可以更好地保證控制系統功能的增加。此外，它不僅實現了無人駕駛飛行，而且在飛行控制中有效地降低了能量消耗，提高了能量利用率。
4.1.3在工業控制領域的延伸
本項目基於同車多載荷的建設和研究思路，為同型號多旋翼飛機設計數據、電氣、機械接口相同的任務載荷，實現載荷快速更換，使飛行任務切換銜接良好穩定，保證系統的實用性，降低任務執行成本。
4.1.4增強地面工作站的功能
通過C/S架構，C#語言，。net平臺，三維GoogleMap，SQL數據庫，地面任務規劃軟件和數據分析軟件，地面工作站的功能，以及自動化和智能化程度，可以更好的為用戶操作，帶來更多的便利。
4.2項目的技術創新
4.2.1在無人機和地面站中，植入了數據鏈MAVLink，同時完善了整體系統功能，有效實現了五遙站的全面統壹。
4.2.2卡爾曼濾波器、四元數算法、嵌入式ARM平臺能有效控制其飛行姿態。
4.2.3“壹機+多載”思想的研究，實現了無人機向任務執行模式的有效轉換。
4.2.4同時，地面任務規劃軟件和分析數據分析軟件的應用，提高了系統的控制功能和系統智能化程度。
5摘要
綜上所述，通過對無人多旋翼任務系統的分析，發現我國在這方面的研究還有很多不完善的地方。與以往的無人機相比，該項目通過C/S架構、C#語言、先進的智能設備數據鏈和分析數據分析軟件，實現了遙測、遙信、遙控、遙調、遙視的統壹。在任務執行方式方面，實現了靈活轉換；在飛行姿態方面，實現了智能控制；在現有多旋翼飛行控制技術的基礎上，有效規避了其以往的缺陷，同時提供飛行控制任務的自主飛行控制軟件編程，有效實現了飛行中自主導航的智能飛行。
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