林业、缉毒解决方案

一、概述

我国森林资源较为贫乏，森林覆盖率约为13%左右，人均森林占有面积仅为世界平均值的1/6，但森林大火每年都有发生，如何解决森林防火的问题，又成为林业工作的重中之重。目前，国外森林防火中应用了较多的新技术和新设备，国内在此方面的应用需求也日益增加，对森林保护的投入逐渐加大，先后运用卫星进行资源普查、森林火场监视，现在使用无人机系统对森林火情监测则是势在必得。无人机中低空监测系统具有机动快速、使用成本低、维护操作简单等技术特点，具有对地快速实时巡察监测能力，是一种新型的中低空实时电视成像和红外成像快速获取系统。在对车、人无法到达地带的资源环境监测、森林火灾监测及救援指挥等方面具有其独特的优势。

二、整体方案介绍

1、整体架构

操作人员只需根据地面站提示，设置好航线、相机参数、飞行比例尺就可以开始做任务了，不需要人工控制，安全系数更高！地面控制软件可以自动算出航飞面积和航程，也可根据风向临时调整航向、设置各项应急保护参数，使飞机在多种不定因素下最大限度保证数据安全。

机载实时监控跟踪设备可遥测飞行轨迹，任务完成后自动返回预设地点伞降。  

2、硬件设备

2.1 DY－2000 油动固定翼无人机参数

2.2 机型简介：

（1）用皮筋弹射装置起飞，无需操控手，适应性广。三角翼舵面设计，翼面积大重量轻，载重大，可以搭载sony rx1r2微单相机，像素达到4200万。

（2）定点伞降，安全性高。

（3）整体模块化，拆卸后比常规固定翼体积更小，便于运输携带。航空蜂窝复合材料，重量轻，强度大。油版一次任务可以飞行3~4个小时作业面积。30~60平方公里，航程在300公里范围，时速100公里，抗风能力6~7级。

（4）DY-2000全自动弹射起飞，取消了笨重的弹射架，携带方便。

（5）操作人员只需根据地面站提示，设置好航线、相机参数、飞行比例尺就可以开始做任务了，不需要人工控制，安全系数更高。   

（6）地面控制软件可以自动算出航飞面积和航程，也可根据风向临时调整航向、设置各项应急保护参数，使飞机在多种不定因素下最大限度保证数据安全。

机载实时监控跟踪设备可遥测飞行轨迹，任务完成后自动返回预设地点伞降。

2.3 DY-2000适用的行业

除了森林防火监测及护林外，还可以用于航空摄影测量、电力巡线、城市规划、国土资源调查土地、矿产资源开发、应急救灾、防汛抗旱、环境监测、边防监控、军事侦察和警情消防监控等行业，以及其他可以用到无人机作业的特种行业。

2.4 地面站软件特点

（1）支持傻瓜式飞行前检查单，只需10个步骤，1分钟内完成飞行检查。确保高效，杜绝错漏忘。

（2）支持多用户管理，每次飞行操作都可记录使用人，操作步骤，便于事后分析统计。

（3）支持自动化航测航线设计，只需输入航摄范围，选取相机型号，影像分辨率要求，可自动生成航摄航线。

（4）支持专业分区航线规划设计，针对高落差地区，可按不同航高，重叠率，进行单架次内分区设计航线，从而满足航测规范要求。

（5）支持多种地图进行航线规划（谷歌，BING等）也可支持自定义地图导入。

（6）支持航线预览功能，可直观显示航线高度和地形高度差，确保安全，防止撞山事故发生。

（7）支持高度保护功能，可设置飞行保护高度，如有故障，飞机掉高达到预设值，可自动开伞对飞机进行保护。

（8）支持任务区域多格式导入，比如kml文件，excel文件。

2.5 自动驾驶仪

（1）核心cpu芯片采用美国摩托罗拉工业级芯片，mpc565，确保安全可靠，号称不会死机的cpu。该型号cpu广泛用于航空航天，高级轿车自动控制领域。（不同于普通民用飞控采用的ARM芯片—手机用的芯片，存在死机风险）

（2）核心算法：采用基于美国波音公司的总能量控制算法，自适应控制高度，空速平衡，是一种双通道输入，双通道输出的先进控制算法。目前广泛应用于波音民航客机。从而无需像普通PID控制算法自驾仪那样，由飞控手将飞机人工控制平飞后采集舵面中位，而且飞机发动机意外停下，必须由地面操作启动滑翔才能保证飞机不会失速坠落。

（3）集成9轴，加速度计，角速度计，磁传感器，动静压传感器，高精度UBLOX gps模块，采用扩展卡尔曼滤波算法，温飘补偿，确保各数据源精准。

（4）采用gps融合imu，gnss组合导航，在gps失锁情况下，可转换为AHRS惯性导航，确保飞机姿态安全。

（5）支持多达8通道舵机及高低电平输出，灵活性高，每通道可以自行任意设定配置。

（6）支持自动弹射起飞模式，地面准备，爬升，飞行，开伞，降落模式根据任务自动切换，无需人工干预。

（7）支持定时，定点控制相机拍照。

（8）支持拍照POS数据自动存储，地面下载。

（9）可预设飞机极限值保护，限定飞机俯仰角，横滚角，上升下降率，高度，空速。

（10）采用10层电路板电子元件设计，优化抗干扰性能，电磁兼容性高。

三、航拍成果图片

四、林业系统客户使用案例

五、飞行效果图

根据照片拍摄记录的GPS点，直接找到罂粟种植地

结语：可以看出，无人机的应用重点解决在地面巡护无法顾及的偏远地区以及对重大森林火灾现场的各种动态信息的准确把握和及时了解，作为现有林业监测手段的有力补充，无人机显示出其它手段无法比拟的优越性，在林业火灾的监测、预防、扑救、灾后评估及禁毒等方面必将得到广泛的应用。