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作品展示

原创作品:changeforeda

系统分类: 机器人创想秀 - 梦想家

作品版权:changeforeda 版权所有,禁止匿名转载;禁止个人使用。

changeforeda

2016-6-8 15:38:49

决赛得分

总分(0)点赞数(0)评委打分(0)

初赛得分

总分(52.62)点赞数(15)评委打分(50.75)

评委[创想秀_评委5]:针对特定的市场需求所设计的产品,很有实用性。

作品亮点:

主要先进性及特点: 1. 监控人员通过佩戴特别设计的无线视频传输眼镜,即可获得实时视频,并可通过头 部姿态,来控制四旋翼实现上下、前后和左右方向的移动,监控范围更广; 2. 四旋翼空中第一视角(First Person View,FPV),监控更加直观和准确; 3. 采用远距离无线传输技术,最远距离可达4千米,监控距离更远; 4. 监控系统平台搭建简单、成本低、易操作; 5. 只需部分监控人员,减少人力; 6. 完全空中监控,不受地形因素影响。

作品说明:


  一、背景

   根据联合国粮农组织2015年发布的世界森林资源评估报告,森林面积占全球土地面积的30.6%(39.99亿公顷),中国的森林总面积为2.08亿公顷。然而,全世界每年平均发生森林火灾20多万次,烧毁森林面积约占全世界森林总面积的1%以上。中国每年平均发生森林火灾约1万多次,烧毁森林面积约占全国森林面积的5%到8%。森林火灾不仅直接造成森林面积减少,而且破坏森林生态系统,甚至造成人畜伤亡。
   为了减少森林火灾带来的损失和危害,尽量在火灾发生初期发现并采取措施,然而,森林面积如此庞大,且多分布在地形崎岖的地方,给人员监控带来不便且耗费财力,所以,一种智能的四旋翼空中监控火灾系统应运而生。
  
二、设计基本思路
一、整体架构设计
1. 整体设计思路
一方面,利用四旋翼飞行器搭载图像采集和无线传输平台,将视频信息无线传回到地面接收站,进而在视频眼镜上显示;另一方面,通过视频眼镜检测人员头部姿态信息,经由地面站无线传送到飞行控制板(以下简称“飞控板”)实现四旋翼的飞行控制。
2. 整体设计示意图
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二、硬件平台设计
1.四旋翼组成:自主设计基于STM32F103VCT6飞控板、F450机架、无刷电机、锂电池、无刷电调和螺旋桨等;
2.图像采集平台组成:索尼700线CCD摄像头;
3.无线传输平台组成:5.8G 2000MW发射机、RC805接收机和2.4GHZ无线数据传输模块JN5139-001-M02;
4.地面站:自主设计基于STM32F103VCT6控制板;
5.眼镜设备:带AV输入的眼镜型显示器、自主设计基于MPU6050姿态检测板。
三、软件平台设计
1.  飞行控制:IIR滤波、姿态解算、串级PID控制和参数调试等;
2.  无线传输:串口通信协议、自定义控制信息协议;
3.  头部姿态解算:卡尔曼滤波、姿态解算和方向提取。
四、整体功能测试
1.  飞行测试:测试四旋翼的方向控制、定高测试和定位测试;
2.  无线传输视频测试:将摄像头的视频传送到眼镜显示器上;
3.  头部姿态测试:头部姿态由地面站解算,判断头部信息;
4.  整体联调测试:将以上功能联合起来,进行系统调试。

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