RU134515U1

RU134515U1 - AERO-SURVEILLANCE COMPLEX FOR UNMANNED AIRCRAFT

Info

Publication number: RU134515U1
Application number: RU2013129892/11U
Authority: RU
Inventors: Константин Александрович Зименко; Алексей Анатольевич Маргун; Алексей Алексеевич Бобцов; Артем Сергеевич Кремлев
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-11-20

Abstract

1. Комплекс авианаблюдения для беспилотного летательного аппарата, содержащий беспилотный летательный аппарат, включающий в себя несущий каркас и электродвигатели с воздушными винтами, связанные с аккумуляторной батареей, на несущем каркасе в вершинах воображаемого многоугольника жестко зафиксированы, по меньшей мере, шесть электродвигателей с воздушными винтами с контролируемой частотой вращения, связанных с маршрутным вычислительным устройством, которое связано с блоком управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом, связанным с поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом, на котором установлено устройство видеонаблюдения, инерциальным измерительным устройством, содержащим акселерометр, магнитометр, микрогироскоп и барометр, и блоком приема и обработки данных спутниковой навигационной системы, и мобильный пульт контроля и управления, включающий в себя портативный персональный компьютер, подключенный к мобильной приемно-передающей радиосистеме, приемнику видеоданных, пульту управления беспилотным летательным аппаратом и мобильному индивидуальному устройству отображения видеоданных, отличающийся тем, что к маршрутному вычислительному устройству подключено устройство оценки состояния окружающей среды, состоящее из дозиметра, анализатора химического состава воздуха и логического блока локализации мест чрезвычайных ситуаций, входы которого соединены с выходами блока управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом, устройства видеонаблюдения, барометра, магнитометра, блока приема и обработки данных спутниковой навигационной системы и микрогиро1. Aerial surveillance complex for an unmanned aerial vehicle, comprising an unmanned aerial vehicle, including a supporting frame and propeller motors connected to a battery, at least six electric propeller motors with fixed propellers are rigidly fixed to the supporting frame at the vertices of an imaginary polygon controlled rotational speed associated with the route computing device, which is connected to the control unit rotary-inclined gyrostabilized catfish associated with a swivel-gyro-stabilized suspension, on which a video surveillance device is installed, an inertial measuring device containing an accelerometer, magnetometer, microgyroscope and barometer, and a data receiving and processing unit of the satellite navigation system, and a mobile control and monitoring unit including a portable a personal computer connected to a mobile radio transmitting and receiving system, a video data receiver, an unmanned aerial vehicle control panel and a mobile individual video data display device, characterized in that an environmental condition assessment device is connected to the routing computing device, consisting of a dosimeter, an analyzer of the chemical composition of air and a logical unit for localizing emergency situations, the inputs of which are connected to the outputs of the control unit of a tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension, devices CCTV, barometer, magnetometer, data receiving and processing unit of satellite navigation system and micro-gyro

Description

Полезная модель относится к комплексам авианаблюдения, и может применяться как при ручном управлении, так и в автоматическом режиме для проведения аэросъемки, поиска источников радиоактивного и химического заражения, в том числе для установления местоположения и границы зараженной территории и мест чрезвычайных ситуаций и передачи данных пользователю.The utility model relates to aerial surveillance complexes, and can be used both with manual control and in automatic mode for aerial surveys, search for sources of radioactive and chemical contamination, including for determining the location and border of the contaminated territory and places of emergency situations and transmitting data to the user.

Известен комплекс авианаблюдения (патент РФ №2232104, МПК B64C 29/02, G01V 9/00, опубл. 10.07.2004), содержащий беспилотный летательный аппарат с электродвигателями и воздушными винтами, радиоуправляемой бортовой системой обеспечения полета, бортовой приемопередающей аппаратурой и устройством видеонаблюдения в видимом и инфракрасном спектре с передатчиком изображения, а также мобильный пульт контроля и управления с наземной приемопередающей аппаратурой, приемником видеоданных и радионавигационной системой управления беспилотным летательным аппаратом, при этом радиоуправляемая бортовая система обеспечения полета беспилотного летательного аппарата и радионавигационная система управления беспилотным летательным аппаратом снабжены корректируемыми посредством глобальной навигационной системы инерциальными блоками с микромеханическими вибрационными гироскопами - акселерометрами.A well-known aircraft surveillance complex (RF patent No. 2232104, IPC B64C 29/02, G01V 9/00, published July 10, 2004) containing an unmanned aerial vehicle with electric motors and propellers, a radio-controlled on-board flight support system, on-board transceiver equipment and a video surveillance device in visible and infrared spectrum with an image transmitter, as well as a mobile control and control panel with ground-based transceiver equipment, a video data receiver and a radio navigation control system for an unmanned aerial vehicle Moreover, the radio-controlled on-board system for ensuring the flight of an unmanned aerial vehicle and the radio navigation control system for an unmanned aerial vehicle are equipped with inertial blocks with micromechanical vibration gyroscopes - accelerometers, which are corrected by means of a global navigation system.

Недостатками описанного выше комплекса авианаблюдения является недостаточная устойчивость и динамичность беспилотных летательных аппаратов в режиме полета и в режиме «зависания» по причине использования только четырех электродвигателей в конструкции винтовой вертикально взлетающей платформы летательных аппаратов, что существенно затрудняет проводить экологический мониторинг с помощью его, а также наличие дополнительных расходов электроэнергии вследствие использования для управления движением взлетающей платформы двух рулевых машинок, которые изменяют вектор тяги каждого воздушного винта с электродвигателем относительно корпуса беспилотного летательного аппарата.The disadvantages of the aerial surveillance complex described above are the lack of stability and dynamism of unmanned aerial vehicles in flight mode and in the “hover” mode due to the use of only four electric motors in the construction of a vertically flying helicopter aerial platform, which makes it difficult to carry out environmental monitoring using it, as well as the presence of additional energy costs due to the use of two steering wheels for controlling the movement of the take-off platform machines, which change the thrust vector of each propeller with respect to the motor housing of the drone.

Наиболее близок к предлагаемой полезной модели комплекс авианаблюдения, для беспилотного летательного аппарата (патент RU №123393 U1, МПК B64C 29/00, опубл. 27.12.12), содержащий беспилотный летательный аппарат и мобильный пульт контроля и управления, при этом беспилотный летательный аппарат включает в себя несущий каркас, на котором в вершинах воображаемого многоугольника жестко зафиксированы, по меньшей мере, шесть электродвигателей с воздушными винтами с контролируемой частотой вращения, связанных с аккумуляторной батареей и с маршрутным вычислительным устройством, которое связано с инерциальным измерительным устройством, мобильным пультом контроля и управления, системой видеонаблюдения и блоком приема и обработки данных спутниковой навигационной системы, причем диаметрально расположенные электродвигатели имеют встречное направление вращения, а маршрутное вычислительное устройство выполнено с возможностью управления частотой вращения электродвигателей, при этом обеспечения горизонтального положения летательного аппарата по сигналам инерциального измерительного устройства, обеспечения изменения курса и высоты летательного аппарата по сигналам телеметрии с мобильного пульта контроля и управления, обеспечения контроля и управления летательным аппаратом на основании координат спутниковой навигационной системы по сигналам блока приема и обработки данных спутниковой навигационной системы для выполнения в автоматическом режиме полетного задания с возвращением на взлетную площадку, а также с возможностью обеспечения визуального контроля за полетом по сигналам видеоданных системы видеонаблюдения. Данный комплекс авианаблюдения выбран в качестве прототипа предлагаемой полезной модели.The closest to the proposed utility model is an aircraft surveillance complex for an unmanned aerial vehicle (patent RU No. 123393 U1, IPC B64C 29/00, published December 27, 12), containing an unmanned aerial vehicle and a mobile control and control panel, while the unmanned aerial vehicle includes a supporting frame on which at least six electric motors with propellers with a controlled rotation speed are connected rigidly fixed at the vertices of an imaginary polygon, connected with the battery and with route calculation an integral device, which is connected with an inertial measuring device, a mobile control and control panel, a video surveillance system and a data receiving and processing unit of a satellite navigation system, the diametrically located electric motors having an opposite direction of rotation, and the route computing device configured to control the frequency of rotation of the electric motors, this ensure the horizontal position of the aircraft according to the signals of the inertial measuring device equipment, providing changes in the heading and altitude of the aircraft by telemetry signals from a mobile control and control panel, providing control and management of the aircraft on the basis of the coordinates of the satellite navigation system according to the signals of the data receiving and processing unit of the satellite navigation system to perform an automatic flight mission with return to the take-off site, as well as with the ability to provide visual control of the flight using video signals from a video surveillance system. This aerial surveillance complex is selected as a prototype of the proposed utility model.

Недостатком устройства является недостаточная эффективность экологического мониторинга, из-за невозможности проведения количественной оценки загрязнений, с одновременным повышением надежности конструкции устройства.The disadvantage of this device is the lack of effectiveness of environmental monitoring, due to the impossibility of a quantitative assessment of pollution, while increasing the reliability of the design of the device.

Задачей полезной модели является повышение эффективности экологического мониторинга, за счет создания комплекса авианаблюдения, способного производить аэросъемку, замер радиационного фона и концентрации вредных веществ, поиск мест чрезвычайных ситуаций и источников радиоактивного и химического заражения, устанавливать границы зараженной территории, как при ручном управлении, так и в автоматическом режиме.The objective of the utility model is to increase the effectiveness of environmental monitoring by creating an aerial surveillance complex capable of aerial surveys, measuring the radiation background and concentration of harmful substances, searching for emergency sites and sources of radioactive and chemical contamination, and establishing the boundaries of the contaminated area, both with manual control and in automatic mode.

Поставленная задача решена путем создания комплекса авианаблюдения для беспилотного летательного аппарата, содержащего беспилотный летательный аппарат, включающий в себя несущий каркас и электродвигатели с воздушными винтами, связанные с аккумуляторной батареей, на несущем каркасе в вершинах воображаемого многоугольника жестко зафиксированы, по меньшей мере, шесть электродвигателей с воздушными винтами с контролируемой частотой вращения, связанных с маршрутным вычислительным устройством, которое связано с блоком управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом, связанным с поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом, на котором установлено устройство видеонаблюдения, инерциальным измерительным устройством, содержащим акселерометр, магнитометр, микрогироскоп и барометр, и блоком приема и обработки данных спутниковой навигационной системы, и мобильный пульт контроля и управления, включающий в себя портативный персональный компьютер, подключенный к мобильной приемно-передающей радиосистеме, приемнику видеоданных, пульту управления беспилотным летательным аппаратом и мобильному индивидуальному устройству отображения видеоданных, отличающийся тем, что к маршрутному вычислительному устройству подключено устройство оценки состояния окружающей среды, состоящее из дозиметра, анализатора химического состава воздуха и логического блока локализации мест чрезвычайных ситуаций, входы которого соединены с выходами блока управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом, устройства видеонаблюдения, барометра, магнитометра, блока приема и обработки данных спутниковой навигационной системы и микрогироскопа, на несущем каркасе закреплен кожух. В предпочтительном варианте кожух для защиты винтов выполнен из пенопласта.The problem is solved by creating an airborne surveillance system for an unmanned aerial vehicle containing an unmanned aerial vehicle, including a supporting frame and propeller motors connected to a battery, at least six electric motors are fixed with a supporting frame at the vertices of an imaginary polygon with controlled rotor propellers connected to a trip computing device that is connected to a rotational control unit a tilting gyro-stabilized suspension associated with a tilting gyro-stabilized suspension, on which a video surveillance device is installed, an inertial measuring device containing an accelerometer, magnetometer, microgyroscope and barometer, and a satellite navigation system data receiving and processing unit, and a mobile control and control panel, including a portable personal computer connected to a mobile radio transmitter, receiver, video data, remote control with a fixed-wing aircraft and a mobile individual video data display device, characterized in that an environmental condition assessment device is connected to the route computing device, consisting of a dosimeter, an analyzer of the chemical composition of air and a logical unit for localizing emergency situations, the inputs of which are connected to the outputs of the control unit inclined gyro-stabilized suspension, video surveillance devices, barometer, magnetometer, receiver unit for data processing and processing technical navigation system and microgyroscope, a casing is fixed to the supporting frame. In a preferred embodiment, the casing for protecting screws is made of foam.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: гдеThe essence of the utility model is illustrated by drawings: where

на фиг.1 - изображена блок-схема комплекса авианаблюдения,figure 1 - shows a block diagram of an aircraft surveillance complex,

на фиг.2. - конструктивная схема (вид сверху) комплекса авианаблюдения,figure 2. - structural diagram (top view) of the aircraft surveillance complex,

на фиг.3 - конструктивная схема (вид сбоку) комплекса авианаблюдения.figure 3 is a structural diagram (side view) of the complex airborne surveillance.

Для лучшего понимания заявляемой полезной модели приводится подробное описание с соответствующими чертежами.For a better understanding of the claimed utility model, a detailed description is provided with the corresponding drawings.

Комплекс авианаблюдения для беспилотного летательного аппарата 1, содержит беспилотный летательный аппарат 2 и мобильный пульт контроля и управления 3. Беспилотный летательный аппарат 2, содержащий электродвигатели 4 с воздушными винтами (не показаны) с контролируемой частотой вращения, зафиксированные в одной плоскости в вершинах воображаемого многоугольника, связанные с аккумуляторной батареей 5, и с маршрутным вычислительным устройством 6, которое связано с инерциальным измерительным устройством 7, блоком приема и обработки данных спутниковой навигационной системы 8 и устройством оценки состояния окружающей среды 9, включающего дозиметр 10, анализатор химического состава воздуха 11 и логический блок локализации мест чрезвычайных ситуаций 12. Электродвигатели 4 соединены с электронными регуляторами оборотов 13, причем диаметрально расположенные электродвигатели 4 имеют встречное направление вращения. Конструкция несущего каркаса (Фиг.2-3) содержит объединяющую несущую пластину 14, к которой прикреплены, по меньшей мере, шесть расходящихся от нее штанг 15, защита несущей пластины 16 и шасси 17, причем один конец каждой штанги 15 прикреплен к объединяющей несущей пластине 14, а другой конец - к электродвигателю 4. Беспилотный летательный аппарат 2 содержит прикрепленный к шасси 17 поворотно-наклонный гиростабилизированный подвес 18, выполненный с возможностью установки средств видеонаблюдения и аэрофотосъемки и связанный с блоком управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19, который связан с маршрутным вычислительным устройством 6 и логическим блоком локализации мест чрезвычайных ситуаций 12. Инерциальное измерительное устройство 7 содержит магнитометр 20, микрогироскоп 21, барометр 22 и акселерометр 23. Маршрутное вычислительное устройство 6, инерциальное измерительное устройство 7, устройство оценки состояния окружающей среды 9, приемно-передающая радиосистема 24 и блок приема и обработки данных спутниковой навигационной системы 8 образуют бортовую систему обеспечения полета 25. Бортовая система обеспечения полета 25 расположена на объединяющей несущей пластине 14. Приемно-передающая радиосистема 24 связана с маршрутным вычислительным устройством бис блоком управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19. Система видеонаблюдения 26 содержит устройство видеонаблюдения 27 в видимом и инфракрасном спектре, установленное на поворотно-наклонном гиростабилизированном подвесе 18, связанный с устройством видеонаблюдения 27 передатчик видеоданных 28, а также приемник видеоданных 29, расположенный в мобильном пульте контроля и управления 3. Блок обработки спутниковой навигационной системы 8, барометр 22, магнитометр 20, микрогироскоп 21, устройство видеонаблюдения 27 и блок управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19 соединены с логическим блоком локализации мест чрезвычайных ситуаций 12. Электродвигатели 4, электронные регуляторы оборотов 13, бортовая система обеспечения полета 25, поворотно-наклонный гиростабилизированный подвес 18, блок управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19, устройство видеонаблюдения 27 и передатчик видеоданных 28 соединены с аккумуляторной батареей 5. Мобильный пульт контроля и управления 3 содержит портативный персональный компьютер 30 и связанные с ним мобильную приемно-передающую радиосистему 31, по двустороннему каналу радиосвязи связанную с приемно-передающей радиосистемой 24, приемник видеоданных 29, пульт управления беспилотным летательным аппаратом 32 и мобильное индивидуальное устройство отображения видеоданных 33. К несущему каркасу прикреплен кожух для защиты винтов 34 (Фиг.2-3).The surveillance system for an unmanned aerial vehicle 1, contains an unmanned aerial vehicle 2 and a mobile control and control panel 3. An unmanned aerial vehicle 2, containing electric motors 4 with propellers (not shown) with a controlled speed, fixed in one plane at the vertices of an imaginary polygon, associated with the battery 5, and with a routing computing device 6, which is associated with an inertial measuring device 7, a unit for receiving and processing data a navigation navigation system 8 and an environmental assessment device 9, including a dosimeter 10, an air chemistry 11 and a logical unit for localizing emergency sites 12. Electric motors 4 are connected to electronic speed controllers 13, and diametrically located electric motors 4 have opposite directions of rotation. The design of the supporting frame (Fig.2-3) contains a connecting carrier plate 14, to which are attached at least six diverging rods 15 from it, the protection of the carrier plate 16 and the chassis 17, and one end of each rod 15 is attached to the connecting carrier plate 14, and the other end to the electric motor 4. The unmanned aerial vehicle 2 comprises a rotary tilting gyrostabilized suspension 18 attached to the chassis 17, configured to install video surveillance and aerial photography tools and connected to a rotary control unit an inclined gyro-stabilized suspension 19, which is connected with a route computing device 6 and a logical unit for localizing emergency situations 12. The inertial measuring device 7 includes a magnetometer 20, a microgyroscope 21, a barometer 22, and an accelerometer 23. A trip computing device 6, an inertial measuring device 7, the device for assessing the state of the environment 9, the transmitting and receiving radio system 24 and the data receiving and processing unit of the satellite navigation system 8 form an on-board system both flight monitoring 25. The on-board flight support system 25 is located on the connecting carrier plate 14. The radio transceiver 24 is connected to the route computing device bis by the control unit of the tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension 19. The video surveillance system 26 includes a video surveillance device 27 in the visible and infrared spectrum, installed on a swivel-gyro-stabilized suspension 18 connected to the video surveillance device 27, the video transmitter 28, as well as the video receiver 29, located in the mobile control and control panel 3. Processing unit of satellite navigation system 8, barometer 22, magnetometer 20, microgyroscope 21, video surveillance device 27 and control unit for tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension 19 are connected to the logical unit for localization of emergency situations 12. Electric motors 4, electronic speed control 13, on-board flight support system 25, tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension 18, control unit of tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension 19, the video surveillance system 27 and the video data transmitter 28 are connected to the battery 5. The mobile control and control panel 3 includes a portable personal computer 30 and associated mobile radio transceiver 31 connected via a two-way radio communication channel to the radio transceiver 24, video data receiver 29 , the control panel of the unmanned aerial vehicle 32 and a mobile personal video display device 33. A casing for protecting the screws 34 is attached to the supporting frame (Fig.2-3).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Маршрутное вычислительное устройство 6, получающее в случае ручного управления данные от мобильного пульта контроля и управления 3 либо при автоматическом режиме получающее данные от инерциального измерительного устройства 7, блока обработки спутниковой навигационной системы 8, устройства оценки состояния окружающей среды 9 определяет необходимые курс, высоту, углы крена, тангажа, рысканья и скорость полета и подает соответствующие управляющие воздействия на регуляторы оборотов 13. Управляющие сигналы, сформированные на электронных регуляторах оборотов 13 поступают на электродвигатели 4. Вращение винтов обеспечивает подъемную силу беспилотного летательного аппарата 2. Асимметричное вращение электродвигателей 4 обеспечивает возможность поворота и перемещения беспилотного летательного аппарата 2 в пространстве. Горизонтальное положение беспилотного летательного аппарата 2 осуществляется по сигналам инерциального измерительного устройства 7. Питание электродвигателей 4, электронных регуляторов оборотов 13, бортовой системы обеспечения полета 25, поворотно-наклонного гиростабилизированного подвеса 18, блока управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19, устройства видеонаблюдения 27 и передатчика видеоданных 28 обеспечивается аккумуляторной батареей 5. Расположение беспилотного летательного аппарата 2 в пространстве определяется данными, получаемыми инерциальным измерительным устройством 7, содержащим магнитометр 20, микрогироскоп 21, барометр 22 и трехосный акселерометр 23. Устройство видеонаблюдения 27, установленное на гиростабилизированном подвесе 18 осуществляет съемку в видимом и инфракрасном спектре, данные с которого посылаются на мобильный пульт контроля и управления 3 с помощью передатчика видеоданных 28 и приемника видеоданных 29 посредством радиоканала связи. Блок управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19 приводит гиростабилизированный подвес 18 в положение, заданное маршрутным вычислительным устройством 6 при автоматическом режиме, либо в случае ручного управления положение гиростабилизированного подвеса 18 задается с мобильного пульта контроля и управления 3 и передается на блок управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19 посредством приемно-передающей радиосистемы 24 и мобильной приемно-передающей радиосистемы 31.The routing computing device 6, which, in the case of manual control, receives data from a mobile control and control unit 3 or, in automatic mode, receives data from an inertial measuring device 7, a processing unit of the satellite navigation system 8, and an environmental assessment device 9 determines the necessary course, height, and angles roll, pitch, yaw and flight speed and provides the appropriate control actions to the speed control 13. Control signals generated on electronic ulyatorah 13 revolutions supplied to motor 4. The rotation of the screws provides a lift force unmanned aircraft 2. Asymmetric rotation motor 4 enables rotation and displacement of the drone in space 2. The horizontal position of the unmanned aerial vehicle 2 is carried out according to the signals of an inertial measuring device 7. Power supply of electric motors 4, electronic speed controllers 13, on-board flight support system 25, tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension 18, control unit of tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension 19, video surveillance device 27 and transmitter video data 28 is provided by the battery 5. The location of the unmanned aerial vehicle 2 in space is defined It is obtained by inertial measuring device 7, which contains a magnetometer 20, a microgyroscope 21, a barometer 22, and a triaxial accelerometer 23. A video monitoring device 27 mounted on a gyro-stabilized suspension 18 captures in the visible and infrared spectrum, from which data are sent to a mobile control and control panel 3 using a video transmitter 28 and a video receiver 29 via a radio channel. The control unit of the tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension 19 brings the gyrostabilized suspension 18 to the position specified by the route computing device 6 in automatic mode, or in the case of manual control, the position of the gyro-stabilized suspension 18 is set from the mobile control and control unit 3 and transmitted to the control unit of the tilt-and-gyro-stabilized suspension 3 the suspension 19 by means of a transmit-receive radio system 24 and a mobile transmit-receive radio system 31.

При ручном управлении устройством команды подаются оператором посредством мобильного пульта контроля и управления 3 и передаются на маршрутное вычислительное устройство 6 посредством мобильной приемопередающей радиосистемы 31 и приемо-передающей радиосистемы 24.With manual control of the device, commands are issued by the operator through the mobile control and control unit 3 and transmitted to the route computing device 6 via the mobile transceiver radio system 31 and the transceiver radio system 24.

При движении по заранее заданной траектории для выполнения в автоматическом режиме полетного задания и осуществления посадки в заданной точке маршрутное вычислительное устройство 6 вырабатывает управляющие сигналы на основании показаний блока обработки спутниковой информации 8 и инерциального измерительного устройства 7.When moving along a predetermined path for automatic flight mission and landing at a given point, the route computing device 6 generates control signals based on the readings of the satellite information processing unit 8 and the inertial measuring device 7.

При поиске источников заражения на основании данных дозиметра 10 и анализатора состава воздуха 11 маршрутным вычислительным устройством 6 определяется градиент концентрации искомых вредных веществ, и направление движения задается в соответствии с повышением уровня концентрации.When searching for sources of infection, based on the data of the dosimeter 10 and the air composition analyzer 11, the concentration gradient of the desired harmful substances is determined by the routing computing device 6, and the direction of movement is set in accordance with an increase in the concentration level.

При локализации места исследуемой местности, в том числе места чрезвычайной ситуации, на основании данных блока обработки спутниковой наьигационной системы 8, барометра 22, магнитометра 20, микрогироскопа 21, устройства видеонаблюдения 27 и блока управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19 логический блок локализации мест чрезвычайных ситуаций 12 определяет координаты исследуемой местности, после чего данные передаются на мобильный пункт контроля и управления 3 посредством приемно-передающей радиосистемы 24. При этом сигнал от блока управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом 19 интегрируется внутри блока локализации мест чрезвычайных ситуаций 12 для получения сигнала пропорционального углу наклона гиростабилизированного подвеса 18, а по данным блока обработки спутниковой навигационной системы 8, барометра 22, магнитометра 20 и микрогироскопа 21 определяется точное расположение беспилотного летательного аппарата 2 в пространстве.When localizing the place of the studied area, including the place of emergency, based on the data of the processing unit of the satellite navigation system 8, the barometer 22, the magnetometer 20, the microgyroscope 21, the video surveillance device 27 and the control unit of the swivel-tilt gyro-stabilized suspension 19, the logical unit for localizing emergency places 12 determines the coordinates of the investigated area, after which the data is transmitted to the mobile control and management point 3 by means of a radio transmitting and receiving system 24. Moreover, with the ignal from the control unit of the swivel-tilt gyrostabilized suspension 19 is integrated inside the localization unit for emergency situations 12 to obtain a signal proportional to the inclination angle of the gyrostabilized suspension 18, and the exact location of the unmanned vehicle is determined from the processing unit of the satellite navigation system 8, barometer 22, magnetometer 20 and microgyroscope 21 aircraft 2 in space.

Использование устройства оценки состояния окружающей среды 9 при поиске источников заражения и локализации мест чрезвычайных ситуаций, в силу данных, получаемых от дозиметра 10 и анализатора состава воздуха 11, а также блока локализации мест чрезвычайных ситуаций 12 позволяет повысить эффективность, а за счет задачи направления движения беспилотного летательного аппарата 2 в соответствии с повышением уровня концентрации искомых вредных веществ, сократить время на проведение мониторинга окружающей среды.Using the device for assessing the state of the environment 9 when searching for sources of infection and localization of places of emergency, due to the data received from the dosimeter 10 and the analyzer of air composition 11, as well as the block of localization of places of emergency situations 12, it can improve efficiency and, due to the task of driving direction, unmanned aircraft 2 in accordance with an increase in the concentration level of the desired harmful substances, reduce the time spent on environmental monitoring.

При обнаружении границ зараженной территории маршрутное вычислительное устройство 6 строит траекторию движения таким образом, чтобы градиент концентрации вредных веществ стремился к нулю. При этом координаты беспилотного летательного аппарата 2 передаются на мобильный пункт контроля и управления 3, благодаря чему можно определить границы области заражения.Upon detection of the boundaries of the infected area, the routing computing device 6 constructs a trajectory in such a way that the concentration gradient of harmful substances tends to zero. At the same time, the coordinates of the unmanned aerial vehicle 2 are transmitted to the mobile control and management point 3, so that the borders of the infection area can be determined.

При потере связи с мобильным пультом контроля и управления 3 беспилотный летательный аппарат 2 переходит в автоматический режим и способен выполнить предустановленные команды, после чего долететь до пункта назначения, руководствуясь данными спутниковой навигационной системы 8.In case of loss of communication with the mobile control and control unit 3, the unmanned aerial vehicle 2 enters automatic mode and is able to execute predefined commands, and then fly to its destination, guided by the data of satellite navigation system 8.

При столкновении с препятствиями защита от повреждений винтов беспилотного летательного аппарата 2 обеспечивается наличием кожуха для защиты винтов 34. Кожух для защиты винтов 34 способствует повышению надежности конструкции устройства.In the event of a collision with obstacles, protection against damage to the screws of the unmanned aerial vehicle 2 is provided by the presence of a casing for protecting the screws 34. The casing for protecting the screws 34 helps to improve the reliability of the design of the device.

Предложенное устройство может быть применено для мониторинга состояния окружающей среды, поиска источников и участков радиоактивного и химического заражения, воздушной разведки, картографии и аэросъемки.The proposed device can be used to monitor the state of the environment, search for sources and sites of radioactive and chemical contamination, aerial reconnaissance, cartography and aerial photography.

Технический результат состоит в повышении эффективности экологического мониторинга, а также в повышении надежности конструкции.The technical result consists in increasing the effectiveness of environmental monitoring, as well as in improving the reliability of the design.

Пример конкретного исполненияConcrete example

Несущий каркас выполнен из карбона. Электродвигатели представляют собой бесколлекторные двигатели постоянного тока. Несущая пластина, штанги, шасси и защита шасси выполнены из карбона и соединены между собой посредством болтов и гаек. В качестве аккумуляторной батареи используется литий-полимерная аккумуляторная батарея. Маршрутное вычислительно устройство представляет собой микроконтроллер семейства AVR. Блок обработки спутниковой информации представляет собой GPS/Глонасс модуль. В качестве дозиметра используется счетчик Гейгера SEN-11345, тип используемого анализатора зависит от вида искомых химических соединений и является индикатором их наличия в окружающей среде. В качестве блока локализации мест чрезвычайных ситуаций и блока управления поворотно-наклонным гиростабилизированным подвесом могут использоваться микроконтроллеры семейства AVR. В качестве регуляторов оборотов применяются ПИД-регуляторы безколлекторных двигателей постоянного тока. В качестве гиростабилизированной платформы может использоваться устройство для пространственной стабилизации каких-либо объектов или приборов, а также для определения углов поворота основания, на котором оно установлено. В качестве средства аэросъемки может использоваться видеокамера. В качестве передатчика видеоданных, приемно-передающей радиосистемы может использоваться аналоговый передатчик видео посредством радиоканала связи. В качестве измерительного инерциального блока используются акселерометры, барометры, магнитометры и гироскопы, построенные на MEMS технологии. В качестве мобильного пульта контроля и управления может использоваться персональный компьютер с подключенным к нему радио приемопередатчиком. Кожух для защиты винтов выполнен из пенопласта с возможностью крепления к несущему каркасу. При столкновении с препятствием винты беспилотного летательного аппарата остаются в целостности при толщине защитного кожуха 2-3 см.The supporting frame is made of carbon fiber. Electric motors are brushless DC motors. The carrier plate, rods, chassis and chassis protection are made of carbon fiber and interconnected by bolts and nuts. A lithium polymer rechargeable battery is used as a rechargeable battery. The routing computing device is a microcontroller of the AVR family. The satellite information processing unit is a GPS / Glonass module. A Geiger counter SEN-11345 is used as a dosimeter; the type of analyzer used depends on the type of chemical compounds sought and is an indicator of their presence in the environment. Microcontrollers of the AVR family can be used as a block for localization of places of emergency situations and a control unit for a tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension. As speed controllers, PID controllers of DC brushless motors are used. As a gyro-stabilized platform, a device can be used for the spatial stabilization of any objects or devices, as well as for determining the rotation angles of the base on which it is installed. A camcorder can be used as an aerial survey tool. An analog video transmitter via a radio communication channel can be used as a video transmitter, a radio transmitter and receiver. Accelerometers, barometers, magnetometers and gyroscopes built on MEMS technology are used as a measuring inertial unit. A personal computer with a radio transceiver connected to it can be used as a mobile control and control panel. The casing for protecting the screws is made of polystyrene foam with the possibility of attachment to the supporting frame. In a collision with an obstacle, the screws of the unmanned aerial vehicle remain intact with a thickness of the protective casing of 2-3 cm.

На основании вышеизложенного, заявляемая совокупность признаков позволяет создать комплекс авианаблюдения для беспилотного летательного аппарата повышающийBased on the foregoing, the claimed combination of features allows you to create an aerial surveillance complex for an unmanned aerial vehicle that increases

эффективность экологического мониторинга, за счет обеспечения возможности производить аэросъемку, замер радиационного фона и концентрации вредных веществ, поиск мест чрезвычайных ситуаций и источников радиоактивного и химическогоthe effectiveness of environmental monitoring, by providing the ability to take aerial surveys, measure radiation background and concentration of harmful substances, search for places of emergency and sources of radioactive and chemical

заражения, устанавливать границы зараженной территории, как при ручном управлении, так и в автоматическом режиме, с одновременным повышением надежности.infection, establish the boundaries of the infected area, both with manual control and in automatic mode, while increasing reliability.

Claims

1. Aerial surveillance complex for an unmanned aerial vehicle, comprising an unmanned aerial vehicle, including a supporting frame and propeller motors connected to a battery, at least six electric propeller motors with fixed propellers are rigidly fixed to the supporting frame at the vertices of an imaginary polygon controlled rotational speed associated with the route computing device, which is connected to the control unit rotary-inclined gyrostabilized catfish associated with a swivel-gyro-stabilized suspension, on which a video surveillance device is installed, an inertial measuring device containing an accelerometer, magnetometer, microgyroscope and barometer, and a data receiving and processing unit of the satellite navigation system, and a mobile control and monitoring unit including a portable a personal computer connected to a mobile radio transmitting and receiving system, a video data receiver, an unmanned aerial vehicle control panel and a mobile individual video data display device, characterized in that an environmental condition assessment device is connected to the routing computing device, consisting of a dosimeter, an analyzer of the chemical composition of air and a logical unit for localizing emergency situations, the inputs of which are connected to the outputs of the control unit of a tilt-and-tilt gyro-stabilized suspension, devices CCTV, barometer, magnetometer, data receiving and processing unit of satellite navigation system and micro-gyro osprey, a casing is fixed on the supporting frame.

2. Aerial surveillance complex for an unmanned aerial vehicle according to claim 1, characterized in that the casing for protecting the propellers is made of foam.