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实验室或功能区 低空经济应用场景展示室 - 方案文档

低空经济应用场景展示室

低空经济作为战略性新兴产业,是我国经济增长的新引擎,具有推动产业升级、优化公共服务、促进科技创新等多重战略价值。‌‌ 低空经济不仅是技术革命的产物,更是国家现代化产业体系的关键布局,其多维价值将持续重塑经济与社会发展格局。

主要功能
展示无人机构造与原理,行业应用体验,成果展示等。
了解和掌握蜂群协同定位和协同控制
支持多无人机之间的协同定位,使蜂群在飞行过程中能够准确知晓彼此位置,为蜂群的协同飞行、编队等功能提供基础。可实现无人机之间的机间两两通信,任意一架无人机均可获取其他无人机的信息以及控制其他无人机飞行,从而实现蜂群的协同飞行、编队变换等复杂功能,以完成各种任务。
无人机物流运输技术
展示无人机在物流运输领域的应用,包括物流无人机的选型、配送路线规划、货物装载与卸载等,学生将了解无人机物流运输的基本原理和操作流程,探索无人机在物流行业中的创新应用。多旋翼物流教学无人机通过其高冗余度设计、强环境适应性与物流专项参数,为学员提供了从基础飞行到复杂物流任务的完整技能培养体系。同时,其碳纤维材质与模块化设计也为设备维护与教学扩展提供了便利。
主要实验装备
无人机集群编队表演套装

F165 无人机集群编队表演方案基于 UWB 制式基站进行定位,无需 GPS,实现各种环境下精确室内外定位,具有中继器与 WIFI 链接两种通信形式,可适用于各种网络环境。支持手机 APP 编队飞行及 PC 端编程编队、实时控制功能,支持图形化/Python 双语言双平台进行单台或者编队飞行自主编程,软件平台高度集成,支持飞行动作与灯光同步编程界面及实时动态仿真,预览编程实际效果。图形化编程最多可同时控制 40 架无人机在线同步飞行,python 最多可编程 40 台无人机在线同步飞行,App 端最多控制超过 40 台无人机同步飞行,PC 端操作最多控制可超过 200 台无人机。

无人机集群编队表演套装一套包含 10 架无人机,四个基站和一个包装箱。

AI视觉无人机蜂群开发平台(RTK版)

RTK(Real-Time Kinematic,实时动态)是一种基于载波相位差分技术的高精度定位方法,能够在野外实时提供厘米级定位精度。它是全球导航卫星系统(GNSS,如GPS、北斗等)的重要辅助技术,主要用于消除卫星定位中的误差,提升定位精度和可靠性,定位精度可达厘米级(1-2厘米),可以实时获取高精度的位置信息,使OWL mini3 RTK能够及时根据当前位置调整飞行姿态和路径,对突发情况做出快速反应。在进行数据采集任务时,如测绘、巡检等,结合RTK能确保采集到的数据具有高精度的地理坐标信息,提高数据的质量和价值,为后续的数据分析和处理提供更准确的基础。

蜂群控制系统主要模块包括飞控模块,定位模块,避障模块,captain,双目驱动,云台驱动,这些模块对内对外统一使用ROS1接口。其中,飞控模块运行基于PX4开源固件自主修改版本,其主要接口和框架兼容PX4规范。自主研发的双目驱动模块,提供硬件时钟同步的双目数据及生成的深度图。无人机定位系统包括基于视觉的VIO,IMU等传感器数据融合,融合工作由飞控模块完成,定位模块在机载电脑上实现的视觉VIO。避障模块在避障功能打开的环境下,提供到单一或者连续目标点避障路径。为适应不同飞行任务需求,控制机载电脑上各个算法模块,Captain提供了一个统一控制点和任务管理器,方便实现不同的飞行任务。ROS1接口的云台驱动模块,提供云台姿态数据,提供云台控制接口,提供视频图像用于第三方软件实施跟踪。

蜂群软件架构包括单机系统和算法软件,多机协同软件,多机通讯机制。在多机协同环境,还需要协调多机轨迹、位置、同步完成多机目标飞行。适配了Ego-Planner-Swarm开源软件,作为多机协同下的避障导航软件。它结合了多机的位置,和各自目标下的轨迹,整体规划出防碰撞轨迹。再结合控制软件就可以同步控制集群进行目标飞行。在分布式多机协同系统中,需要互通网络环境和多机通讯机制。目前引用的Ego-Planner-Swarm软件是基于ROS系统的多机通讯机制,是Master/Slave架构的消息通讯机制。Visbot视觉模块提供了Wifi接口,可接入大功率Wi-Fi基站,优势是可以较长距离通讯;也可以配置成自组网模式,省去Wi-Fi基站,可以满足小范围的机群需求。

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在视觉版的基础上,RTK版本搭载VisBot 3代视觉模块,双轴增稳云台以及RTK模块,适用于GPS环境下基于视觉/RTK的无人机定位/导航/避障算法的验证与开发,以及室内无人机组网编队的研究。提供厘米级绝对精度,实时性与稳定性强,算力需求低,适合高处飞行。

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50kg级植保农用无人机飞行平台

50 kg级农用植保教学无人机飞行平台HT-Z50对角轴距 2260 mm,最大起飞重量 110 kg,药箱容积 50 L,可满足学生对农业植保无人机构造与原理的学习,掌握大型无人机操作与维护保养。

地理测绘无人机应用平台

采用经纬 M300 RTK + DJI L1 的组合方案,采用机载 LiDAR 激光扫描与无人机航空倾斜摄影测量以及贴近摄影测量相结合的方式进行数据采集。DJI L1集成 Livox 激光雷达模块、高精度惯导、测绘相机、三轴云台等模块于一身,同时 DJI L1 激光雷达具备最远测距 450 米、最高支持 3 次回波的特性,激光穿透能力极强。可穿透植被冠层直接探测地表,获取地物及地面的点云数据,构建高精度 DEM。结合大疆Mavic 3系列和经纬M300 RTK + DJI L1组合方案,以“高精度、高效率、强适应”的技术优势,为智慧城市构建了从数据采集到决策应用的全链条解决方案。

多旋翼航拍教学无人机

多旋翼航拍教学无人机机身可折叠,具有全向避障功能,配备8个广角视觉传感器,能够在复杂环境中自动避障,减少碰撞风险。机身前方、后方、下方均具备视觉感知系统和红外感知系统,能够支持室内外稳定悬停、飞行,具备自动返航及三向环境感知功能。其抗风能力达到12m/s,适合在多种环境下稳定飞行。续航时间为43分钟,足够完成大部分拍摄任务‌。

支持多种智能拍摄模式,如焦点跟随、大师镜头、一键短片等,操作简单,适合不同水平的用户。通过红外传感系统及补光灯辅助可实现定位功能,满足无人机航拍技术教学及实训课程。


多旋翼航测教学无人机

多旋翼航测教学无人机可以让学生了解无人机的飞行原理、操作技巧以及航测的相关知识,提高学生的实践能力和专业素养。在农业、林业、电力、交通等行业,可用于巡检、监测等工作,提高工作效率和质量,降低人力成本。凭借其高精度的悬停和定位能力以及高像素的拍摄功能,可执行各种航测任务,如地形测绘、土地调查、资源监测等,为相关领域提供准确的数据支持。

球形集群编队表演无人机

球形集群编队表演无人机基于UWB制式基站进行定位,无需GPS即可实现各种环境下精确室内外定位。

机身搭载可编程256色灯光系统,能够实现不同颜色效果。系统通过PC端地面站实现编程编队、实时控制功能,支持飞行动作与灯光同步编程及实时动态仿真,预览编程实际效果,最多可同时控制 10 架无人机在线同步飞行。

大载重中型六旋翼物流无人机实训平台

物流无人机作为智慧物流的重要组成部分,其应用场景和技术优势已逐渐渗透到物流行业的各个环节。该平台设计具备承载重物的能力,对角轴距 1850 mm,最大载重 20 kg,能够执行重型货物运输、物资投放等任务,满足学生对大型物流无人机操作训练、物流飞行方案和飞行计划制定、飞行安全保证等学习和训练等需求。

多用途六旋翼无人机飞行平台

该实训平台是一款专为多载荷行业应用设计的六旋翼无人机,轴距1200 mm,起飞重量15 kg,有效载重6 kg,支持5 kg载荷的定点/高空抛投及多载荷组合使用。具备自主飞行、低电量保护、一键起降及自动返航功能,最大飞行速度60 km/h,抗风等级达8级,满载续航15分钟,空载续航30分钟。可搭配智能抛投系统,可通过遥控器精准控制,适用于应急物资投送、农业植保等场景,兼顾操作便捷性与任务可靠性。

实验室设备清单
序号 设备名称 单位 数量 设备品牌 设备型号
1 无人机集群编队表演套装 10机群 1 中航恒拓 F165
2 AI视觉无人机蜂群开发平台(RTK版) 1 中航恒拓 OWL Mini 3 RTK
3 50kg级植保农用无人机飞行平台 1 中航恒拓 HT-Z50
4 地理测绘无人机应用平台 1 DJI M300 RTK
5 多旋翼航拍教学无人机 2 DJI Mavic 3 Pro
6 多旋翼航测教学无人机 1 DJI Mavic 3E
7 球形集群编队表演无人机 4 中航恒拓 HT-BY100
8 大载重中型六旋翼物流无人机实训平台 1 中航恒拓 HT-WL20
9 多用途六旋翼无人机飞行平台 1 中航恒拓 HT1200
主要课程与实验
无人机科普、模拟飞行体验等。
无人机物流技术
无人机物流飞行计划、航线规划、飞行安全保证。
配套课程资源
指南与教程
各类无人机操作指南与教程。
无人机编队表演
无人机编队表演配套软件。
无人机物流技术
物流无人机操作与安全保证相关教程。
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