关于无人机遥感系统的设计方案介绍

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一、无人机遥感系统

无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势，已经成为世界各国争相研究的热点课题，现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段，成为未来的主要航空遥感技术之一。无人机遥感系统多使用小型数字相机(或扫描仪)作为机载遥感设备，与传统的航片相比，存在像幅较小、影像数量多等问题，针对其遥感影像的特点以及相机定标参数、拍摄(或扫描)时的姿态数据和有关几何模型对图像进行几何和辐射校正，开发出相应的软件进行交互式的处理。同时还有影像自动识别和快速拼接软件，实现影像质量、飞行质量的快速检查和数据的快速处理，以满足整套系统实时、快速的技术要求。进一步的建模具、分析使用相应的遥感图像处理软件。

无人机遥感系统能在建设项目环境保护管理中发挥重要价值，建设项目环境影响评估，要对有关环评企业编写的环境影响进行评估，文件涉及到了建设项目的区域地形图。一般是大中型城市的近郊，或者是在关键发展区域中规划与测绘部门进行图件找寻，而一些较为偏远的地区通产是无图可寻的。而且还可能会因为绘制的时间较长，图像的精确度不高等情况，使得图件不能用。像一些临时性的组织绘制为了节省编制时间，环评单位会选用时效性比较强，或者是清晰程度比较低的图件进行使用，这样的图件势必会影响到评价工作的质量。无人机遥感系统能对以上问题进行有效处理，这种技术缩短环评单位的找寻图件的时间，且能保证图件的时效性和精确性。对于一些比较远、或者是有一定危险性的现场勘查工作，应用无人机遥感系统能提高环境的评价工作效率，使得精准、清晰的数据与图件提供给环保部门。

二、无人机遥感系统设计

1、USB接口设计

USB口扩展由CH375芯片实现。CH375是南京沁恒有限公司生产的USB总线的通用接口芯片。它的主要特点是价格便宜、接口方便、可靠性高。支持 USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SLAVE设备方式。CH375的USB主机方式支持常用的USB全速设备，外部单片机需要编写固件程序按照相应的USB协议与USB设备通信。但是对于常用的USB存储设备，CH375的内置固件可以自动处理Mass-Storage海量存储设备的专用通信协议，通常情况下，外部单片机不需要编写固件程序.就可以直接读写USB存储设备中的数据。CH375和单片机的通信有2种方式：并行方式和串行方式。USB扩展电路原理图如图3所示，CH375芯片设置为内置固件模式，使用12 MHz晶体。单片机P0口与CH375的D0～D7相连作为数据总线，译码器输出与CH375的相连片选该芯片，单片机A0与CH375的A0相连，可选择CH375的地址或是数据输入与输出。当A0为高电平是D0～D7的传输的是地址，低电平时传输的是数据。P3.6和P3.7分别控制CH375的读写操作。CH375的接单片机的输入端，当有数据通过USB口输入时产生中断信号，通知单片机进行数据处理。当CH375芯片初始化后并成功与主机连通之后，指示灯亮。

2、步进电机驱动电路设计

稳定云台控制即为三自由度步进电机控制，即控制遥感传感器的俯仰角、横滚角和航向角使稳定云台保持水平(或垂直)状态。步进电机驱动由THB6128芯片实现，单片机只需输出步进电机运行方向和脉冲信号即可达到控制步进电机的目的。

THB6128是高细分两相混合式步进电机驱动专用芯片，通过单片机输出控制信号，即可设计出高性能、多细分的驱动电路。其特点为双全桥MOSFET驱动，低导通电阻Ron=0.55 Ω，最高耐压36 V，大电流2.2 A(峰值)，多种细分可选，最高可达128细分，具有自动半流锁定功能，快衰、慢衰、混合式衰减3种衰减方式可选，内置温度保护及过流保护。图4为航向角步进电机驱动电路，俯仰角、横滚角步进电机驱动与之相同。图中CP1与U/D分别为单片机给出的驱动脉冲与电机运行方向控制信号。M1，M2，M3为电机驱动细分数选择信号输入，由拨码开关人为控制。FDT1与VREG1分别为衰减模式选择电压与电流控制电压输入端。当3.5 V时为慢衰减模式;当为混合衰减模式;当FDT1《0.8 V时为快衰减模式。调整VREG1端电压即可设定步进电机驱动电流值。

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