无人机城市可视化管理系统方案设计.docx

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无人机城市可视化管理系统方案设计

无人机的城市可视化

管理系统技术方案书

1.项目背景

随着城市管理精细化程度的提升，要求我们在城市日常管理中的方法不断推出新，探索新的高效的管理手段是大势所需。

无人机作为一项空中视野的管理工具，在城市管理中有不可或缺的地位。

无人机可以搭载采集数据所需的设备，在特殊情况下进展空中数据采集；其在采集过程中的图像和视频可以实时回传到管理中心，使得地面控制人员实时掌握信息，并根据掌握的信息控制和调整无人机的飞行状态和路径；无人机〞在整治脏乱差、监视占道经营、流动设摊、高空违建、建筑工地管理、四位一体巡查河道等取证方面优势更明显，通过航拍，执法死角一览无遗，提高了市容环境综合整治效率。

但目前城市管理部门在无人机的使用上没有很好的管理过程，不论是采购的无人品牌型号不一，使用的能力上下不等，使用的模式和目标也没有统一的合理的规划，没有引入先进科技对无人机进展科学管控，导致无人机在城市管理上没有得到很好的利用。

只有通过规统一的进展无人机采购，使用培训，才能建立良好的无人机操控根底；引入先进技术，才能精准控制无人机进展作业；对功能模块进展标准配备，才能更科学地进展高效执行和集中管理。

2.系统结构

城市管理行政执法可视化管理系统包括硬件和软件系统两大局部。

其结构如如下图所示。

图1系统结构图

城市管理行政执法可视化管理硬件系统主体为无人机巡检系统，包括巡检无人机、高清摄像机、智能控制模块等。

用户通过地面端APP控制无人机按照既定航线自主飞行，并控制机载高清摄像机相机自动采集图像，按照给定接口，将图像上传至数据管理系统后台进展处理，同时将相关的报警信息、影像资料等信息实时同步到管理平台。

2.2.1巡检无人机〔包括高清摄像机、智能控制模块〕

配置一：

体积小便于携带，作业机动性强；具有全向感知系统，前后下双目视觉系统，左右单目视觉系统，上下红外传感器，安全性高；适用于城市执法。

城管定制版小型无人机

机身

定制版机身

包装箱

定制版包装箱

控制软件

定制版智能控制APP

对角线轴距

《400mm

最大上升速度

》4m/s

最大下降速度

》3m/s

最大水平飞行速度〔海平面附近无风〕

》20m/s

最大起飞海拔高度

》6000m

最长飞行时间〔无风环境〕

》25分钟

最大抗风等级

》5级风

最大可倾斜角度

《35°

最大旋转角速度

200°/s

工作环境温度

-10°C-40°C

工作频率

5.725-5.850GHz

GNSS

GPS+GLONASS

悬停精度

垂直：

±0.1m〔视觉定位正常工作时〕；

±0.5m〔GPS正常工作时〕

水平：

±0.3m〔视觉定位正常工作时〕；

±1.5m〔GPS正常工作时〕

机载存

8GB

遥控器

工作频率

2.400-2.483GHz;5.725-5.850GHz

最大信号有效距离〔无干扰、无遮挡〕

2.400-2.483GHz;5.725-5.850GHz

FCC:

8000m

CE:

5000m

SRRC:

5000m

MIC:

5000m

工作环境温度

0℃-40℃

影像传感器

1英寸CMOS

有效像素2000万

录像分辨率

4K:

3840×216024/25/30p

2.7K:

2688x151224/25/30/48/50/60p

FHD:

1920×108024/25/30/48/50/60/120p

视频最大码率

100Mbps

配置二：

具有前视、下视视觉系统、顶部红外感知系统、FPV第一视角摄像头安全性强，适用于市郊区域

城管定制版中型无人机

机身

定制版机身

包装箱

定制版包装箱

控制软件

定制版智能控制APP

重量

《3500g

最大起飞重量

》4000g

GPS悬停精度

垂直：

±0.5m〔下视视觉系统启用：

±0.1m〕

水平：

±1.5m〔下视视觉系统启用：

±0.3m〕

最大旋转角速度

俯仰轴：

300°/s；航向轴：

150°/s

最大俯仰角度

《35°

最大上升速度

》5m/s

最大下降速度

》4m/s

最大水平飞行速度

》25m/s

最大起飞海拔高度

》2500m

最大可承受风速

》10m/s

最大飞行时间

》20min

工作环境温度

-20°C至40°C

轴距

》600mm

遥控器

型号

GL6D10A

工作频率

2.400-2.483GHz

5.725-5.850GHz

最大信号有效距离

》5km

总体参数

重量

》450g

相机参数

传感器

CMOS，4/3〞

有效像素：

》2000万

FOV

72°〔配合DJIMFT15mm/1.7ASPH〕

图像分辨率

4:

3,5280×3956

16:

9,5280×2970

视频分辨率

画幅比16:

9

4KUltraHD:

3840×2160

环境参数

工作温度

-10至40℃

存储温度

-20至60℃

配置三：

具有前视、下视视觉系统，顶部红外感知系统、FPV第一视角摄像头安全性强，续航时间长，有IP43防护等级，可支持同时搭载双云台相机，支持后台控制无人机按照既定航线自主飞行，适用于郊远区域

城管定制版大型无人机

机身

定制版机身

包装箱

定制版包装箱

控制软件

定制版智能控制APP

折叠方式

向折叠

对称电机轴距

《650mm

最大起飞重量

》6KG

悬停精度（GPS信号良好，VPS系统正常工作状态）

垂直:

±0.5m，下视启用±

水平:

±1.5m，下视启用±

最大旋转速度

俯仰轴：

300°/s；航向轴：

150°/s

最大俯仰角度

》25°

最大上升速度

》5m/s

最大下降速度

》3m/s

最大水平飞行速度

》60km/h

最大飞行海拔高度

》3000m

最大可承受风速

》12m/s

最长飞行时间〔空载、大容量电池〕

》35min

起落架

可快拆

工作环境温度

-20°C至45°C

防护等级

IP43

相机总体参数

重量

》450g

传感器

CMOS，4/3〞

有效像素：

》2000万

FOV

72°〔配合DJIMFT15mm/1.7ASPH〕

图像分辨率

4:

3,5280×3956

16:

9,5280×2970

视频分辨率

画幅比16:

9

4KUltraHD:

3840×2160角

环境参数

工作温度

-10至40℃

存储温度

-20至60℃

2.2软件系统

城市可视化管理软件系统结合高，中，低三种配置的无人机在不同区域的执法工作，订制无人机在城市管理中的执法操控标准，使得城市管理团队更便捷地执法，更高效的协同，更有效地进展管理。

引入数据采集4G直传，高精度的城市底图和三维模型计算，图像实时识别，在线数据分析与比对等先进技术，实现无人机在整治脏乱差、监视占道经营、流动设摊、高空违建、建筑工地管理、四位一体巡查河道等方面的便捷，高效，科学的功能模块。

2.2.1.账户注册、登录

飞行人员管理、权限管理

实现在无人机执法过程中，对于飞行操作人员的信息登记等管理，包含对人员飞手证书，人员联系方式等的管理。

管理方面通过对不同区域进展合理划分权限，实现每个区，甚至每个执法部门的独立性和私有性；同时实现上级单位对于全区或者全市的统一统筹规划能力

2.2.3.设备管理

实现团队在采购，使用，分配无人机上的一些设备相关的管理，包含对设备根底信息，设备保险信息，设备采购与归属信息等的管理

2.2.4.资源管理

提供一些根底飞行控制与任务执行所需的参考信息的管理，包含一些KML地图规划文档，或一些预设的其他参考文档

2.2.5.直播

提供集中管理过程中，对特定执法无人机进展实时图像回传，监控等功能，便于中心与分部进展良好的沟通和协调，也保障中心对于整体执法的监管。

2.2.6.无人机汇报中心、数据对接

提供将所有区域数据进展综合汇总，提炼有效数据进展分析，可视化地通过图标展示出来。

同时结合GIS地理信息，直观地表现无人机应用的现状与历史，帮助管理者进展决策。

系统可根据不同决策需求，与其他系统进展数据对接，为量化决策提供更多维度的管理数据和判断依据。

.城市高精度正射底图的采集

通过无人机的数据采集，采用全自动的正射拼图算法，建立高于卫星底图10倍高清的城市正射底图，为城市管理提供根底的GIS信息

2.2.8.城市高精度正射底图叠加与比对

采集的高精度GIS底图，可通过软件进展科学叠加，方便对城市的GIS信息进展定期更新，以此根底上进展多时段的不同底图容的比对，获取城市开展变化的可量化的数据

.城市高精度三维模型的采集

通过无人机的数据采集，采用全自动的三维模型结构计算，建立三维化的城市模型，可720度观察城市外观，既实现了城市的三维根底数据，又可视化地表达了城市的外观数据。

.城市高精度三维模型的比照和测量

利用城市三维模型的历史数据，对特地区域的变化进展比对，可从三维角度观察城市外观变化，通过软件提供的测量模块，量化变化具体数值。

.城市建筑屋顶实时智能识别

通过无人机获取的数据流，实时记录，识别城市的彩钢瓦，水泥瓦等各种类型的屋顶，并进展数据统计。

可根据获得的数据与图像来对城市的违章建筑等进展决策和量化。

.区域航拍视频采集与比照

通过无人机对区域定期进展高空视角的数据采集，存储，比照等，可视化地对城市管理中的建筑工地进度，脏乱差整治提供无死角的依据与数据证明存档。

3.售后与运维

系统开发过程中，我司负责与客户进展屡次联合测试。

项目交付期间，我司负责系统在客户指定服务器上的部署调试，并提供一次集中培训。

售后一年对使用过程中出现的问题，我司提供7*24小时在线技术支持。

对于线上远程解决不了的情况，承诺在8小时到达现场调试。

4.相关案例

1〕港口机械无人机巡检系统

我司与振华重工合作开发的港口机械无人机巡检系统，可针对多种港机使用无人机进展巡检，系统控制无人机全自动飞行，采集图像数据，无需人工操纵。

系统一些界面如如下图所示：

2）无人机屋顶勘测系统与光伏电站设计云系统

本公司自主研发的无人机屋顶勘测云系统已经在2017年5月正式上线运营，注册活跃用户超过500个。

系统包含用户注册、项目创建与管理、在线支付、图像上传、自动三维重建、三维模型展示与光伏电站排布设计等功能，如如下图所示：