浅谈多旋翼无人机任务系统的优秀论文
前言: 随着无人机产品的不断增加,市场之间的竞争力,也逐渐的提升,对此本项目研究出了更适合于工业控制、自动化装备等领域产品的多旋翼无人机,产品不仅定位合理,同时与其他产品存在一定的差异,该任务系统,是指先进智能装备数据链的无人多旋翼任务,存在较高的能量利用效率、载荷运输性能,是其它无人机产品,在技术方面不能相比的;制定合理的市场规划,会给企业带来一定的经济效益。
1 多旋翼无人机定义概述
我们常称无人飞行载具,为无人飞机系统,主要是利用无线电智能遥控设备,以及自带的控制程序装置,对于不载人的飞机进行操控。其中广义的无人机,包括狭义无人机以及航模。
多旋翼飞行器,主要由动力系统、主体、控制系统组成,动力系统包括电机、动力、电子调速器、桨;主体部分包括机架、脚架、云台;控制系统包括由遥控接收器、遥控组成的手动控制;地面站,以及由主控、GPS、IMU、电子陀螺、LED显示屏组成的飞行控制器。其中四旋翼,是一种4输入6输出的欠驱动系统;通过PID、,鲁棒、模糊、非线性、自适应神经网络控制。近年来,对于系统的控制功能的研究趋势,为大荷载、自主飞行、智能传感器技术、自主控制技术、多机编队协同控制技术、微小型化等方向。其中一些关键技术为,数学模型的建立、能源供给系统、飞行控制算法、自主导航智能飞行。
2 控制系统改进发展阶段
多旋翼无人飞行器的控制系统,最初是由惯性导航系统,借助了微机电系统技术,形成了EMES惯性导航系统;经过对于EMES去噪声的研究,有效的降低了其传感器数据噪音的问题,最后经过等速度单片机、非线性系统结构的研究、应用,最终在2005年,制作出了性能相对稳定的多旋翼无人机自动控制飞行器。对其飞行器的评价,可从安全性、负载、灵活性、维护、扩展性、稳定性几方面要素进行分析。具有体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性强、多空间平台使用、垂直起降,以及飞行高度不高、机动强、执行任务能力强的特点;在结构方面,不仅安全性高、易于拆卸维护、螺旋桨小、成本低、灵活控制的特点。
3 技术原理
3.1系统组成
无人多旋翼任务系统,总体技术方案框图如图1所示;如图所示,无人多旋翼任务系统,由无人机、地面工作站构成。无人机,由多旋翼无人机、任务载荷组成;地面工作站,由数据链通信单元、工业控制电脑、飞行控制摇杆等组成。
3.2系统技术原理
3.2.1多旋翼无人机,通过对于螺旋桨微调的推力,实现稳定的飞行姿态控制、维持。经过上述,对于多旋翼无人机、常规直升机、固定翼飞机的对比,可以明显的看出,多旋翼无人机,在任务飞行方面,具有多能量的优势,从而更好的执行完成飞行任务,改善了飞行姿态维持,消耗大量能量的缺陷,从而更好的保证了其能量利用率,直接产生续航时间、载荷运输性能的提升;在结构方面,做了大量的简化,省去了传动机构,使其运行噪音、故障概率、维护成本大大的降低。
3.2.2无人机,与地面工作站之间的通信,通过设备数据链实现连接,起到通信中介的作用,同好也是无人机、地面工作站之间,实现地空信息交换的重要桥梁环节。以往无人机,对于地空信息的转换连接,只是普通的点对点通信,收到信号传输距离的影响,性能发挥受到严重的影响,只能实现一些简单遥控数据信号的传输。
但是本项目,对于无人多旋翼任务系统的研究,是通过数据链协议MAVLink的研究后,将其合理的嵌入到控制核心、地面数据链的ARM平台中,有效的改善了以往低空信息传输环节存在的问题,将其遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这五遥很好的进行了统一,保证了通信之间的无障碍,从根本上解决了无人机和地面工作站的数据通信问题。其中涉及到的.五遥;其中遥测,是指对于远方的电压、电流、功率、压力、温度等模拟量进行测量;其中遥信,是指对于远方的电气开关、设备,以及机械设备的工作、运行等状态进行监视;遥控,是指对于远方电气设备、电气机械化装置工作状态的控制、保护;遥调,是指对于远方所控设备的工作参数、标准流程等进行设定、调整;遥视,是指对于远方设备的安全运行状态的监视、记录。
3.2.3传统的无人机,在飞行时需要通过人工对于遥控器的操作,对其飞行姿态进行的控制,体现出其自动程序的不完善,功能单调等缺陷。但是本项目对于无人机的研究,在地面工作站,通过飞行任务规划软件的配套,有效的改善了以往功能单一的缺点,直接增加了其功能性。其中飞行任务规划软件,具备GoogleMap高速API接口,实现对于无人机飞行航线,在三维地图上的简易规划,同时也能对其航线进行启动,使其实现自动巡航、执行飞行任务、返航等操作。
4 技术关键点及创新点
4.1技术关键点:
4.1.1地空信息的的数据通信。
先进智能装备数据链协议MAVLink的应用,能够对其所有数据进行有效的整合,并全部归纳在数据链路中,整合五遥操作,有效的降低了多种通信制式、通信模块存在等方面的问题,提高了通信效率,保证了通讯功能得以有效发挥。
4.1.2解决飞行姿态操控问题
嵌入式操作系统,在ARM处理器平台上的应用,加上陀螺仪等传感器、卡尔曼滤波等先进算法,从而更好的保证了控制系统的功能增加,除此之外,不仅实现了无人操作飞行,在飞行操纵方面,也有效的降低了能耗,增加了能量利用率。
4.1.3在工业控制领域应用的扩展
本项目以同一载具+多种载荷的建设、研究思路,针对于型号相同的多旋翼飞行器,设计一样的数据、电气、机械接口的任务载荷,实现快速更换载荷,使其飞行任务之间,能够良好、稳定的切换、衔接,保证该系统的实用性,同时也减少了任务执行的成本。
4.1.4增强地面工作站功能
通过C/S架构、C#语言、.net平台、三维GoogleMap、SQL数据库,以及地面任务规划软件、分析数据分析软件,从而更好的增强地面工作站的功能,以及自动化、智能化的程度,更好的为用户操作,带来更多的便利。
4.2项目的技术创新性
4.2.1在无人机、地面站,在植入数据链MAVLink的同时,加强整体系统功能的改进,有效的实现了五遥的综合统一。
4.2.2卡尔曼滤波、四元数算法,加上嵌入式ARM平台,对其飞行姿态实现有效控制。
4.2.3同一载具+多种载荷思路的研究,实现了无人机,对任务执行模式的有效转换。
4.2.4同时地面任务规划软件、分析数据分析软件的应用,提高了系统的控制功能,以及系统智能化程度。
5 总结
综上所述,通过对于无人多旋翼任务系统的分析,发现我国针对于此方面的研究,仍存在很多不完善的地方,该项目通过C/S架构、C#语言、先进智能装备数据链、分析数据分析软件等,照比以往的无人机飞行器,在系统功能改进方面,实现了遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的统一;在任务执行模式方面,实现了灵活转换;在飞行姿态方面,实现了智能操控;是在已有多旋翼飞控技术的基础上,有效的规避了其以往的缺陷,同时自主飞行控制软件编程,这种飞控任务的提供,有效的实现了飞行中,自主导航智能飞行。
1. 引言 避障方案设计中,我们期望无人机从起始点飞到目标点,就要不断通过各种传感器获取无人机当下的位置坐标,并根据无人机的位置调整无人机的姿态,最终到达目的地。四旋翼无人机飞行时会有六个自由度,性能灵活,移动迅速,路径中的障碍物也是来自于四面八方,不仅仅局限于正前方,所以增加了无人机避障过程中检测障碍物以及规划安全路径的难度,为方便实验验证算法,减少障碍物检测方向,本文计划采取四旋翼无人机定高控制下的避障飞行实验,即四旋翼无人机在期望高度下飞行,通过前置检测装置检测障碍物,利用算法实现躲避四旋翼无人机前方的障碍物,以此将三维空间中的避障转化为二维平面中的避障飞行,本章主要分析四旋翼无人机的高度解算以及姿态解算,然后利用PID控制方法简历四旋翼无人机的控制器。 定高飞行指无人机在不接受遥控器飞行指令的情况下,飞控板会自动控制无人机的友们,从而保持无人机飞行高度不变,无人机所受升力等于自身重力,定高模式下,遥控器油门输入不再控制无人机的高度,但是仍然可以控制无人机的俯仰、偏航、横滚运动,即无人机会在期望高度平面自由运动,无人机常用的几种高度信息整理如下: 绝对高度:当期位置于平均海平面的垂直距离,也叫做海拔高度。 相对高度:指两个测量地之间的绝对高度之差。 真实高度:无人机飞行过程中,飞控距离地面的实际高度即为真实高度,又称几何高度。 2. 基于互补滤波的信息融合 关于四旋翼无人机的高度以及姿态解算,需要用到数据融合,数据融合也成为信息融合,是将来自多个传感器信息进行处理,从而得出更为全面、可靠的结论,本节采用互补滤波器进行数据融合,将多传感器信息融合解算得到高度以及姿态信息,互补滤波法要求融合的信号的干扰噪声处在不同的频率,通过设置两个滤波器的截止频率,确保融合后的信号能够覆盖需求频率,通过预测---矫正融合两种信息来源,一般是预测其中一种信息,然后利用另外一种信息进行校正。 2.1 基于互补滤波的高度解算 定高控制需要获取无人机的高度信息,绝大多数情况下,飞控的高度信息是由飞控内部的气压计来提供的,气压计测量的是绝对高度,利用大气气压伴随高度的增加而降低的原理测量,测量公式:所以气压计高度测量可以表示为:即气压计所测高度等于实际高度加上测量误差高度。 实际飞控板内计算气压计数据时,会采集多次数据求均值然后进行计算,但是单一的传感器所提供的信息似乎不能够满足实际飞行的要求,而且气压计有其难以忽视的缺陷: (1)气压计测量时,噪声干扰很大,数据不够平滑; (2)气压计所测数据会存在漂移现象; (3)经实验证明,气压计测量受温度以及气流干扰严重,低温、强气流环境下,气压计均无法测得准确数值。 加速度计也可以获取飞控的位置信息,飞控通过加速度计获取到当前的加速度以后,通过积分得到垂直速度信息,再积分即可获取高度信息,如下:但是加速度计同样存在固有的缺陷问题,多次积分会使结果产生累积误差,且加速度计的瞬时测量值误差会比较大。 显然,无法单独依靠气压计或者加速度计提供准确的高度信息反馈到实际地控制中,考虑通过其他传感器与气压计的数据进行数据融合处理,以期望得到良好精确的高度信息。 互补滤波算法是通过将气压计于加速度计测量得到的高度信息按照权重进行融合,以此为基础结算高度信息,采用高通滤波器处理加速度细心,低通滤波器处理气压计信息,其中加速度计可以获取飞控的垂直方向上的加速度,经过积分可以化的垂直方向的速度信息,整个算法的核心思想是由地理坐标系下的加速度通过积分,来获得速度、位置信息;经过2次修正陈尚可利用的信息,第一次是李忠传感器计算修正系数产生加速度的偏差修正加速度,第二次是利用修正系数修正位置;最后可利用速度经过加速度修正,可利用的位置经过了加速度和位置修正,加速度的修正过程是由机体测量的加速度通过减去偏差,再转换到地理坐标系。 气压计主要的作用就是计算一个校正系数来对加速度偏移量进行校正。数据融合过程如图所示:加速度计测量的是无人机的加速度,测量值是机体坐标系下的,所以需将加速度值利用旋转矩阵转换为地面参考坐标系下的加速度。具体融合信息的实现过程如下:(2)将加速度计测量的加速度通过旋转矩阵转换到地面参考坐标系下,转换之前注意需要先去除加速度计的偏移量,因为地理坐标系下 z 轴加速度包含重力加速度,所以需要将重力加速度补偿上去; (3)计算气压计的校正系数,这个系数也就是需要用来校正加速度计的系数,具体公式为(4)利用所求的气压计校正系数计算加速度计的偏移向量。 (5)将加速度偏移向量转换回机体坐标系,将转换后的加速度积分,得到融合后的速度信息,再对速度信息积分,即可得到最终的高度估计值,最后将气压计矫正系数二次校正。 采集飞行数据并通过 Matlab 软件仿真以后的结果如图所示,可见融合以后的高 度较加速度计以及气压计单独测的高度准确。2.2 基于互补滤波的姿态解算 从飞行原理可以看出,无人机飞行过程中,最终的控制要回到姿态控制上面,通过具体的欧拉角度调整,从而控制无人机的飞行姿态。要完成无人机的e姿态控制,就需要采集到无人机当前的姿态,然后经过控制算法,将无人机当前姿态调整到期望的姿态,姿态采集主要依靠飞控的惯性测量单元IMU,姿态解算精确与否直接关联到无人机飞行位置精确与否。 飞行过程中,陀螺仪测量无人机的角速度,具有高动态性能,将角速度对时间积分可以得到三个欧拉角角度,陀螺仪数据在积分过程中,会形成累计误差,累计误差随着时间增加不断变大,所以短时间内陀螺仪测量值比较可靠。磁力计主要测量当前的磁场分布,即无人机与磁场之间的角度,这个角度即为偏航角,但是磁力计受周围磁场干扰严重,实际测量中误差较大。加速度计之前已经介绍过,不再赘述。 三种传感器再频域上特性互补,所以本文考虑采用互补滤波融合这三种传感器的数据,实际是利用加速度计与磁力计融合后补偿陀螺仪所测的姿态信息,提高测量精度和系统的动态性能。 三种传感器的数据融合过程如图所示,陀螺仪经过高通滤波器,消除低频噪声,加速度计与磁力计经过低通滤波器,消除高频噪声。利用旋转矩阵将三个传感器所测量的欧拉角转换为四元数形式,然后计算磁场的参考方向计算重力分v与磁场分量w:利用加速度,磁力计的值与重力分量,磁场分量求取误差:利用比例-积分处理上步所求误差,然后利用所求的值补偿陀螺仪产生的零漂现象, 最终结算得到当前姿态信息。 采集飞行数据并通过滤波以后的结果如图 5.4 俯仰角,图 5.5 滚转角,图 5.6 偏航角。3. PID控制器设计 无人机定高飞行主要分两种情况,一种是手动控制定高模式,此种模式下,无人机飞控仍然接收并执行遥控器指令信号,另一种是无人机自主飞行时,如航点飞行或者 offboard 模式等,设定无人机在一定高度下执行预设飞行任务,而不依靠遥控器信号指 令控制自身运动,而本文研究的是第二种定高模式。 在位置控制的背景下,本文中串级双环 PID 控制系统专为实现避障系统而设计,保证四旋翼无人机可以准确的到达目标位置,并且在悬停时保持四旋翼的稳定性。整个双回路控制系统分为内环控制(姿态控制)和外环控制(位置控制)两部分,其中外环控制中主要研究定高控制部分。 3.1 PID控制原理 PID 控制器是控制理论中最经典的控制算法,PID 算法简单,可靠性高,被广泛应用于过程控制与运动控制,PID 控制主要由比例,积分以及微分三个环节组成,通过这三个环节对输入值与输出值形成的差值分别做比例运算,积分运算和微分运算,将控制结果发送到被控对象以实现对系统的控制作用,闭环 PID 控制系统原理图如图所示。PID 的三种环节中比例环节 P 的作用是直接将误差的比例作为输出,加快系统的响应速度,提高系统调节精度,但是较大的比例作用会使对象的输出产生较大波动,太小的比例作用会使对象的输出变换缓慢。积分用于将之前的误差值与时间的比例累加起来作为输出,积分环节 I 主要用于消除对象输出稳定时的稳态误差,但是会存在积分饱和情况。微分环节 D 将误差随时间的变化的斜率以比例的形式输出,改善系统的动态性能, 主要用于缩短对象的上升时间,加快响应速度,达到超前调节的作用。使用 PID 控制器的过程中,既可以使用 PID 控制,也可以单独使用 P、PI、PD 等控制,使用的过程即3.2 串级PID控制器设计 本文把避障研究简化到二维平面以后,整体的位置控制就被分为了两部分:定高控制与平面位置控制。其中平面的位置控制即由机载设备发送平面位置,然后由飞控执行。(1)高度控制器 因为高度信息是三维位置的垂直方向信息,所以在实际的飞控控制的无人机飞行的过程中,高度控制属于位置控制的一部分,其中关于高度控制器的流程图可以总结为下图所示。(2)姿态控制器4. 本文小结 本文主要介绍避障过程中相关姿态以及位置高度的控制设计过程,要想控制效果好,首先解算要准确,再飞控资深所带传感器具有固有缺陷的前提下,通过互补滤波算法融合传感器数据,通过融合加速度计与气压结算无人机实际高度,融合加速度计、磁力计与陀螺仪数据解算无人机当前姿态信息;最后利用PID控制算法,设计了串级PID高度控制器与串级PID姿态控制器。
学号:20021210879 姓名:曹卓为 【嵌牛导读】本文简单介绍了港科大沈劭劼教授团队在无人机自主避障快速导航等领域做出的贡献。 【嵌牛鼻子】无人机避障导航技术 【嵌牛正文】 原文链接: 如果面前有一片树林,无人机能自己穿过去吗?现在的技术已经能够做到这一点,但速度一般。 最近两年,港科大沈劭劼教授带领的研究小组向这一问题发起了挑战。他们提出的新方法不仅能让无人机穿过树林,还实现了快速自主导航。 从 demo 中我们可以看到,这架无人机可以在障碍重重的室内外快速飞行,即使在拐弯处也不会撞到障碍物。这还要得益于他们提出的一个稳健的 perception-aware 重规划框架——RAPTOR(字面含义:猛禽)。 正如名字中所寄予的期望,RAPTOR 经历了各种复杂环境的考验,结果都能保证无人机的平稳、快速自主飞行。相关研究已经提交给机器人学顶会 T-RO 接受评审。 论文链接: 项目链接: 在此之前,该研究团队还有两篇相关论文,其中一篇被 ICRA 2020 接收。 近年来,由于轨迹重规划不断取得进展,让四旋翼无人机在未知环境中自主导航已经不是什么难事。然而,大多数方法只适用于中速飞行。是什么阻碍了四旋翼无人机的提速之路?作者总结出了以下几个原因: 1. 在未知的环境中高速运行时,四旋翼无人机需要在极短的时间内重新规划轨迹,以避免撞到障碍物,否则它会坠毁。然而,在非常有限的时间内,大多数方法不能保证快速找到可行轨迹。 2. 目前的方法通常是在一个拓扑等价类中寻找局部最优轨迹,但该类别可能并没有包含平稳、快速飞行所需的最佳解决方案。 3. 现有的方法对环境的感知不足,当飞行速度和障碍物密度变高时,这可能是一个致命的缺陷。如果不注意感知,按照原计划执行的运动可能会遭遇环境能见度受限等问题,进而导致安全航行所需的周围空间信息不足。 图 1 可以更好地说明在重新规划中不考虑感知的后果。为了最小化能量消耗,系统在靠近墙壁的地方生成了一条轨迹。如果沿着这条轨迹飞行,无人机对角落后面未知空间的可见性非常有限,转过去的瞬间才发现障碍物已经近在眼前。然而,此时情况已经难以逆转,无人机可能会直接撞上去。因此,对于无人机的安全、高速飞行来说,积极地观察和避免可能的危险比被动地躲避危险更加关键。二、RAPTOR 做了什么? 为了解决上述问题,港科大的研究者提出了一个稳健的 perception-aware 轨迹重规划框架——RAPTOR。 为了确保在有限的时间内获得可行轨迹,港科大的研究者提出了一种基于路径引导梯度(path-guided gradient)的优化方法,利用几何引导路径消除不可行的局部极小值,保证路径重新规划的成功。同时,为了进一步提高重新规划的最优性,该研究还引入了一种在线拓扑路径规划,以提取一组能够捕捉环境结构的全面的路径。在多条不同路径的引导下,多条轨迹并行优化,使解空间得到更彻底的探索。 这一解决方案是在之前的论文《Robust real-time UAV replanning using guided gradient-based optimization and topological paths》中首次提出的。然而,该方法采用了 optimistic 的假设,缺乏对环境的感知意识,因此限制了无人机在更高速度、更复杂的环境中的能力。 为了弥补这一差距,研究人员采用 perception-aware 规划策略将上述方法扩展到更快、更安全的飞行。 首先,该研究提出了一种风险感知的轨迹精化方法,并将其与 optimistic 规划器相结合。利用该方法,沿着 optimistic 轨迹,识别对无人机存在潜在危险的未知区域。这些区域的可见度以及安全反应距离都被明确规定,以确保无人机能够更早地发现未标记区域中存在的障碍并及时躲避。 其次,研究者将无人机的偏航角纳入了两步运动规划框架。在离散状态空间中寻找一个使信息增益和平滑度最大化的最优偏航角序列,并通过优化使其更加平滑。由偏航角规划的运动使视场(FOV)受限的四旋翼无人机主动探索未知空间,为下一步的飞行获取更多相关知识。 本文所提出的重规划系统如图 3 所示。该算法利用全局规划、密集映射和状态估计模块的输出,对全局参考轨迹进行局部修改,以避免先前未知的障碍物。 重规划分两步进行:首先,稳健的 optimistic 重规划通过路径引导优化并行生成多个局部最优轨迹。优化是通过从拓扑路径搜索中提取并精心选择的拓扑独特路径来引导的。在这一步中采用 optimistic 假设。第二步是利用 perception-aware 规划策略。在这一步骤中,局部最优轨迹中的最佳轨迹通过风险感知轨迹精化进一步细化,提高了其在未知和危险空间中的安全性和可见性。在优化轨迹的基础上,偏航角得到规划,以主动探索未知环境的内容。 研究者通过基准比较和具有挑战性的现实世界实验,对所提出的 perception-aware 规划策略和整个规划系统进行了系统的评估。结果表明,perception-aware 规划策略能够在传统方法无法保证安全的、具有挑战性的场景中,支持快速和安全的飞行。此外,整个规划系统在快速飞行任务的几个方面都优于 SOTA 方法。在复杂环境中进行的大量室内外飞行试验也验证了该规划系统的有效性。
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。下面是我为大家精心推荐的无人机应用技术论文,希望能够对您有所帮助。
无人机航测技术的应用分析
【摘 要】以生产项目为例,以无人机航测的技术流程为主线,介绍了无人机航测技术方面的应用分析。
【关键词】无人机、航测技术
【Abstract】Production project as an example, the unmanned aerial technology process, introduced the UAV aerial application analysis.
【Key woerds】UAV、aerial surveying technology
中图分类号:V279+.2文献标识码:A 文章编号:
0 引言
无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术,在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大,影像有明显畸变等问题,这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。
本文从生产案例出发,以无人机航测技术为主线,对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。
1 生产实践
1.1主要技术依据
《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010);
《低空数字航空摄影规范》(CH/Z3005-2010);
《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003-2010);
《低空数字航空摄影外业规范》(CH/Z 3004-2010) ... ...
1.2 数据源及预处理
1.2.1 数据源
本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像,航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ,焦距为:35mm,相幅大小为:5616×3744,像元分辨率为6.41um。影像地面分辨率为0.2米。
1.2.2遥感影像预处理
无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机,因此,在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时,需要对相机进行像片畸变差改正。(相机畸变改正在四维公司检校完成)
1.3 无人机航测总体作业流程
1.4无人机航空摄影
本次无人机航摄分两个架次进行,由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好,影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好,能够表达真实的地物信息,可以满足1:2000成图要求。
像片航向重叠度为75%,旁向重叠一般为35%-45%,旋偏角一般控制在12度以下。
1.5 像片控制测量
1.5.1 像控点精度要求
像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于0.2米,高程中误差不大于0.2米。
1.5.2 像控点布点方案
项目布点方案确定为双模型布点,全部布设为平高点。
1.5.3 像控点测量
在像控测量之前,首先对测区内收集到的已知控制点进行联测,检核控制点情况;为满足后续像控测量,联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测,采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个,新设控制点2个,观测时具体技术参数依据规范,像控点采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量,满足要求。
1.6 空中三角测量
本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密,根据航飞及影像分布情况,将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密,即采用自动匹配进行像点量测,剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求,检查点平面中误差为0.3米,高程中误差为0.17米,最终加密成果符合1:2000数据采集要求。
1.7 数据采集
在空三完成后,利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况,第一架次无法建立的模型有29个,占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大,航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1:2000地形图精度要求,我们提出了如下解决方案:在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。
1.8 项目精度报告
根据1:2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计,统计了3幅地形图,其中高程精度中误差最大为0.36米,最小为0.27米,从统计的结果看,粗差率比较高,有的达到了5%,平面精度中误差为0.75米。
2 结 论
(1)无人机航空摄影测量技术应用于地形图的生产存在不确定性,比如,区域网整体加密精度评定良好,但单模型定向精度存在超限情况,在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大等,可以通过外业实测进行补充测量、验证。
(2)利用无人机航测进行航空摄影测量时,应采用试验区的作业方法,即在确定布点方案前选取一定面积的试验区进行布点方案试验,分析精度指标后确定作业方案。
(3)目前,无人机航测技术主要应用于载人飞机航测技术的补充方面,如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域,在载人机不便或无法完成的情况下,由无人机来完成。
参考文献:
[1] 范承啸,韩俊,熊志军,赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009,34(5):214-215;
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作者简介:徐锦前(1982-),男,辽宁铁岭人,工程师,主要从事摄影测量和地理信息系统建库等测绘工作。
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1. 引言 避障方案设计中,我们期望无人机从起始点飞到目标点,就要不断通过各种传感器获取无人机当下的位置坐标,并根据无人机的位置调整无人机的姿态,最终到达目的地。四旋翼无人机飞行时会有六个自由度,性能灵活,移动迅速,路径中的障碍物也是来自于四面八方,不仅仅局限于正前方,所以增加了无人机避障过程中检测障碍物以及规划安全路径的难度,为方便实验验证算法,减少障碍物检测方向,本文计划采取四旋翼无人机定高控制下的避障飞行实验,即四旋翼无人机在期望高度下飞行,通过前置检测装置检测障碍物,利用算法实现躲避四旋翼无人机前方的障碍物,以此将三维空间中的避障转化为二维平面中的避障飞行,本章主要分析四旋翼无人机的高度解算以及姿态解算,然后利用PID控制方法简历四旋翼无人机的控制器。 定高飞行指无人机在不接受遥控器飞行指令的情况下,飞控板会自动控制无人机的友们,从而保持无人机飞行高度不变,无人机所受升力等于自身重力,定高模式下,遥控器油门输入不再控制无人机的高度,但是仍然可以控制无人机的俯仰、偏航、横滚运动,即无人机会在期望高度平面自由运动,无人机常用的几种高度信息整理如下: 绝对高度:当期位置于平均海平面的垂直距离,也叫做海拔高度。 相对高度:指两个测量地之间的绝对高度之差。 真实高度:无人机飞行过程中,飞控距离地面的实际高度即为真实高度,又称几何高度。 2. 基于互补滤波的信息融合 关于四旋翼无人机的高度以及姿态解算,需要用到数据融合,数据融合也成为信息融合,是将来自多个传感器信息进行处理,从而得出更为全面、可靠的结论,本节采用互补滤波器进行数据融合,将多传感器信息融合解算得到高度以及姿态信息,互补滤波法要求融合的信号的干扰噪声处在不同的频率,通过设置两个滤波器的截止频率,确保融合后的信号能够覆盖需求频率,通过预测---矫正融合两种信息来源,一般是预测其中一种信息,然后利用另外一种信息进行校正。 2.1 基于互补滤波的高度解算 定高控制需要获取无人机的高度信息,绝大多数情况下,飞控的高度信息是由飞控内部的气压计来提供的,气压计测量的是绝对高度,利用大气气压伴随高度的增加而降低的原理测量,测量公式:所以气压计高度测量可以表示为:即气压计所测高度等于实际高度加上测量误差高度。 实际飞控板内计算气压计数据时,会采集多次数据求均值然后进行计算,但是单一的传感器所提供的信息似乎不能够满足实际飞行的要求,而且气压计有其难以忽视的缺陷: (1)气压计测量时,噪声干扰很大,数据不够平滑; (2)气压计所测数据会存在漂移现象; (3)经实验证明,气压计测量受温度以及气流干扰严重,低温、强气流环境下,气压计均无法测得准确数值。 加速度计也可以获取飞控的位置信息,飞控通过加速度计获取到当前的加速度以后,通过积分得到垂直速度信息,再积分即可获取高度信息,如下:但是加速度计同样存在固有的缺陷问题,多次积分会使结果产生累积误差,且加速度计的瞬时测量值误差会比较大。 显然,无法单独依靠气压计或者加速度计提供准确的高度信息反馈到实际地控制中,考虑通过其他传感器与气压计的数据进行数据融合处理,以期望得到良好精确的高度信息。 互补滤波算法是通过将气压计于加速度计测量得到的高度信息按照权重进行融合,以此为基础结算高度信息,采用高通滤波器处理加速度细心,低通滤波器处理气压计信息,其中加速度计可以获取飞控的垂直方向上的加速度,经过积分可以化的垂直方向的速度信息,整个算法的核心思想是由地理坐标系下的加速度通过积分,来获得速度、位置信息;经过2次修正陈尚可利用的信息,第一次是李忠传感器计算修正系数产生加速度的偏差修正加速度,第二次是利用修正系数修正位置;最后可利用速度经过加速度修正,可利用的位置经过了加速度和位置修正,加速度的修正过程是由机体测量的加速度通过减去偏差,再转换到地理坐标系。 气压计主要的作用就是计算一个校正系数来对加速度偏移量进行校正。数据融合过程如图所示:加速度计测量的是无人机的加速度,测量值是机体坐标系下的,所以需将加速度值利用旋转矩阵转换为地面参考坐标系下的加速度。具体融合信息的实现过程如下:(2)将加速度计测量的加速度通过旋转矩阵转换到地面参考坐标系下,转换之前注意需要先去除加速度计的偏移量,因为地理坐标系下 z 轴加速度包含重力加速度,所以需要将重力加速度补偿上去; (3)计算气压计的校正系数,这个系数也就是需要用来校正加速度计的系数,具体公式为(4)利用所求的气压计校正系数计算加速度计的偏移向量。 (5)将加速度偏移向量转换回机体坐标系,将转换后的加速度积分,得到融合后的速度信息,再对速度信息积分,即可得到最终的高度估计值,最后将气压计矫正系数二次校正。 采集飞行数据并通过 Matlab 软件仿真以后的结果如图所示,可见融合以后的高 度较加速度计以及气压计单独测的高度准确。2.2 基于互补滤波的姿态解算 从飞行原理可以看出,无人机飞行过程中,最终的控制要回到姿态控制上面,通过具体的欧拉角度调整,从而控制无人机的飞行姿态。要完成无人机的e姿态控制,就需要采集到无人机当前的姿态,然后经过控制算法,将无人机当前姿态调整到期望的姿态,姿态采集主要依靠飞控的惯性测量单元IMU,姿态解算精确与否直接关联到无人机飞行位置精确与否。 飞行过程中,陀螺仪测量无人机的角速度,具有高动态性能,将角速度对时间积分可以得到三个欧拉角角度,陀螺仪数据在积分过程中,会形成累计误差,累计误差随着时间增加不断变大,所以短时间内陀螺仪测量值比较可靠。磁力计主要测量当前的磁场分布,即无人机与磁场之间的角度,这个角度即为偏航角,但是磁力计受周围磁场干扰严重,实际测量中误差较大。加速度计之前已经介绍过,不再赘述。 三种传感器再频域上特性互补,所以本文考虑采用互补滤波融合这三种传感器的数据,实际是利用加速度计与磁力计融合后补偿陀螺仪所测的姿态信息,提高测量精度和系统的动态性能。 三种传感器的数据融合过程如图所示,陀螺仪经过高通滤波器,消除低频噪声,加速度计与磁力计经过低通滤波器,消除高频噪声。利用旋转矩阵将三个传感器所测量的欧拉角转换为四元数形式,然后计算磁场的参考方向计算重力分v与磁场分量w:利用加速度,磁力计的值与重力分量,磁场分量求取误差:利用比例-积分处理上步所求误差,然后利用所求的值补偿陀螺仪产生的零漂现象, 最终结算得到当前姿态信息。 采集飞行数据并通过滤波以后的结果如图 5.4 俯仰角,图 5.5 滚转角,图 5.6 偏航角。3. PID控制器设计 无人机定高飞行主要分两种情况,一种是手动控制定高模式,此种模式下,无人机飞控仍然接收并执行遥控器指令信号,另一种是无人机自主飞行时,如航点飞行或者 offboard 模式等,设定无人机在一定高度下执行预设飞行任务,而不依靠遥控器信号指 令控制自身运动,而本文研究的是第二种定高模式。 在位置控制的背景下,本文中串级双环 PID 控制系统专为实现避障系统而设计,保证四旋翼无人机可以准确的到达目标位置,并且在悬停时保持四旋翼的稳定性。整个双回路控制系统分为内环控制(姿态控制)和外环控制(位置控制)两部分,其中外环控制中主要研究定高控制部分。 3.1 PID控制原理 PID 控制器是控制理论中最经典的控制算法,PID 算法简单,可靠性高,被广泛应用于过程控制与运动控制,PID 控制主要由比例,积分以及微分三个环节组成,通过这三个环节对输入值与输出值形成的差值分别做比例运算,积分运算和微分运算,将控制结果发送到被控对象以实现对系统的控制作用,闭环 PID 控制系统原理图如图所示。PID 的三种环节中比例环节 P 的作用是直接将误差的比例作为输出,加快系统的响应速度,提高系统调节精度,但是较大的比例作用会使对象的输出产生较大波动,太小的比例作用会使对象的输出变换缓慢。积分用于将之前的误差值与时间的比例累加起来作为输出,积分环节 I 主要用于消除对象输出稳定时的稳态误差,但是会存在积分饱和情况。微分环节 D 将误差随时间的变化的斜率以比例的形式输出,改善系统的动态性能, 主要用于缩短对象的上升时间,加快响应速度,达到超前调节的作用。使用 PID 控制器的过程中,既可以使用 PID 控制,也可以单独使用 P、PI、PD 等控制,使用的过程即3.2 串级PID控制器设计 本文把避障研究简化到二维平面以后,整体的位置控制就被分为了两部分:定高控制与平面位置控制。其中平面的位置控制即由机载设备发送平面位置,然后由飞控执行。(1)高度控制器 因为高度信息是三维位置的垂直方向信息,所以在实际的飞控控制的无人机飞行的过程中,高度控制属于位置控制的一部分,其中关于高度控制器的流程图可以总结为下图所示。(2)姿态控制器4. 本文小结 本文主要介绍避障过程中相关姿态以及位置高度的控制设计过程,要想控制效果好,首先解算要准确,再飞控资深所带传感器具有固有缺陷的前提下,通过互补滤波算法融合传感器数据,通过融合加速度计与气压结算无人机实际高度,融合加速度计、磁力计与陀螺仪数据解算无人机当前姿态信息;最后利用PID控制算法,设计了串级PID高度控制器与串级PID姿态控制器。
浅谈多旋翼无人机任务系统的优秀论文
前言: 随着无人机产品的不断增加,市场之间的竞争力,也逐渐的提升,对此本项目研究出了更适合于工业控制、自动化装备等领域产品的多旋翼无人机,产品不仅定位合理,同时与其他产品存在一定的差异,该任务系统,是指先进智能装备数据链的无人多旋翼任务,存在较高的能量利用效率、载荷运输性能,是其它无人机产品,在技术方面不能相比的;制定合理的市场规划,会给企业带来一定的经济效益。
1 多旋翼无人机定义概述
我们常称无人飞行载具,为无人飞机系统,主要是利用无线电智能遥控设备,以及自带的控制程序装置,对于不载人的飞机进行操控。其中广义的无人机,包括狭义无人机以及航模。
多旋翼飞行器,主要由动力系统、主体、控制系统组成,动力系统包括电机、动力、电子调速器、桨;主体部分包括机架、脚架、云台;控制系统包括由遥控接收器、遥控组成的手动控制;地面站,以及由主控、GPS、IMU、电子陀螺、LED显示屏组成的飞行控制器。其中四旋翼,是一种4输入6输出的欠驱动系统;通过PID、,鲁棒、模糊、非线性、自适应神经网络控制。近年来,对于系统的控制功能的研究趋势,为大荷载、自主飞行、智能传感器技术、自主控制技术、多机编队协同控制技术、微小型化等方向。其中一些关键技术为,数学模型的建立、能源供给系统、飞行控制算法、自主导航智能飞行。
2 控制系统改进发展阶段
多旋翼无人飞行器的控制系统,最初是由惯性导航系统,借助了微机电系统技术,形成了EMES惯性导航系统;经过对于EMES去噪声的研究,有效的降低了其传感器数据噪音的问题,最后经过等速度单片机、非线性系统结构的研究、应用,最终在2005年,制作出了性能相对稳定的多旋翼无人机自动控制飞行器。对其飞行器的评价,可从安全性、负载、灵活性、维护、扩展性、稳定性几方面要素进行分析。具有体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性强、多空间平台使用、垂直起降,以及飞行高度不高、机动强、执行任务能力强的特点;在结构方面,不仅安全性高、易于拆卸维护、螺旋桨小、成本低、灵活控制的特点。
3 技术原理
3.1系统组成
无人多旋翼任务系统,总体技术方案框图如图1所示;如图所示,无人多旋翼任务系统,由无人机、地面工作站构成。无人机,由多旋翼无人机、任务载荷组成;地面工作站,由数据链通信单元、工业控制电脑、飞行控制摇杆等组成。
3.2系统技术原理
3.2.1多旋翼无人机,通过对于螺旋桨微调的推力,实现稳定的飞行姿态控制、维持。经过上述,对于多旋翼无人机、常规直升机、固定翼飞机的对比,可以明显的看出,多旋翼无人机,在任务飞行方面,具有多能量的优势,从而更好的执行完成飞行任务,改善了飞行姿态维持,消耗大量能量的缺陷,从而更好的保证了其能量利用率,直接产生续航时间、载荷运输性能的提升;在结构方面,做了大量的简化,省去了传动机构,使其运行噪音、故障概率、维护成本大大的降低。
3.2.2无人机,与地面工作站之间的通信,通过设备数据链实现连接,起到通信中介的作用,同好也是无人机、地面工作站之间,实现地空信息交换的重要桥梁环节。以往无人机,对于地空信息的转换连接,只是普通的点对点通信,收到信号传输距离的影响,性能发挥受到严重的影响,只能实现一些简单遥控数据信号的传输。
但是本项目,对于无人多旋翼任务系统的研究,是通过数据链协议MAVLink的研究后,将其合理的嵌入到控制核心、地面数据链的ARM平台中,有效的改善了以往低空信息传输环节存在的问题,将其遥测、遥信、遥控、遥调、遥视这五遥很好的进行了统一,保证了通信之间的无障碍,从根本上解决了无人机和地面工作站的数据通信问题。其中涉及到的.五遥;其中遥测,是指对于远方的电压、电流、功率、压力、温度等模拟量进行测量;其中遥信,是指对于远方的电气开关、设备,以及机械设备的工作、运行等状态进行监视;遥控,是指对于远方电气设备、电气机械化装置工作状态的控制、保护;遥调,是指对于远方所控设备的工作参数、标准流程等进行设定、调整;遥视,是指对于远方设备的安全运行状态的监视、记录。
3.2.3传统的无人机,在飞行时需要通过人工对于遥控器的操作,对其飞行姿态进行的控制,体现出其自动程序的不完善,功能单调等缺陷。但是本项目对于无人机的研究,在地面工作站,通过飞行任务规划软件的配套,有效的改善了以往功能单一的缺点,直接增加了其功能性。其中飞行任务规划软件,具备GoogleMap高速API接口,实现对于无人机飞行航线,在三维地图上的简易规划,同时也能对其航线进行启动,使其实现自动巡航、执行飞行任务、返航等操作。
4 技术关键点及创新点
4.1技术关键点:
4.1.1地空信息的的数据通信。
先进智能装备数据链协议MAVLink的应用,能够对其所有数据进行有效的整合,并全部归纳在数据链路中,整合五遥操作,有效的降低了多种通信制式、通信模块存在等方面的问题,提高了通信效率,保证了通讯功能得以有效发挥。
4.1.2解决飞行姿态操控问题
嵌入式操作系统,在ARM处理器平台上的应用,加上陀螺仪等传感器、卡尔曼滤波等先进算法,从而更好的保证了控制系统的功能增加,除此之外,不仅实现了无人操作飞行,在飞行操纵方面,也有效的降低了能耗,增加了能量利用率。
4.1.3在工业控制领域应用的扩展
本项目以同一载具+多种载荷的建设、研究思路,针对于型号相同的多旋翼飞行器,设计一样的数据、电气、机械接口的任务载荷,实现快速更换载荷,使其飞行任务之间,能够良好、稳定的切换、衔接,保证该系统的实用性,同时也减少了任务执行的成本。
4.1.4增强地面工作站功能
通过C/S架构、C#语言、.net平台、三维GoogleMap、SQL数据库,以及地面任务规划软件、分析数据分析软件,从而更好的增强地面工作站的功能,以及自动化、智能化的程度,更好的为用户操作,带来更多的便利。
4.2项目的技术创新性
4.2.1在无人机、地面站,在植入数据链MAVLink的同时,加强整体系统功能的改进,有效的实现了五遥的综合统一。
4.2.2卡尔曼滤波、四元数算法,加上嵌入式ARM平台,对其飞行姿态实现有效控制。
4.2.3同一载具+多种载荷思路的研究,实现了无人机,对任务执行模式的有效转换。
4.2.4同时地面任务规划软件、分析数据分析软件的应用,提高了系统的控制功能,以及系统智能化程度。
5 总结
综上所述,通过对于无人多旋翼任务系统的分析,发现我国针对于此方面的研究,仍存在很多不完善的地方,该项目通过C/S架构、C#语言、先进智能装备数据链、分析数据分析软件等,照比以往的无人机飞行器,在系统功能改进方面,实现了遥测、遥信、遥控、遥调、遥视的统一;在任务执行模式方面,实现了灵活转换;在飞行姿态方面,实现了智能操控;是在已有多旋翼飞控技术的基础上,有效的规避了其以往的缺陷,同时自主飞行控制软件编程,这种飞控任务的提供,有效的实现了飞行中,自主导航智能飞行。
无人机可变机翼的可行性非常高,这种设计可以提高无人机的性能和效率。可变机翼可以动态优化飞机的翼型,从而改善民用无人机的隐身性能,抗空气阻力,提高飞机性能及操作效率。
可变前掠翼是可行的但是有必须要有更有效率的发动机做支撑。 1前掠翼用作亚音速或者超机动。 可变基本上是变三角翼。 三角翼的特点为高速性能好,基本用于超高音速巡航。 那么按性价比来说如果没有2-3马赫的速度的发动机,那这飞机根本就不划算。
可变机翼无人机在技术上具有很多独特的优势,可以在空中迅捷而又精确地改变方位,从而获得更好的稳定性。另外,它不需要传统机翼或叶片,也不会受到任何气动阻力和质量限制。此外,一些专用结构可以节省体积,提高有效载荷。可变机翼的发展将有助于扩大无人机的灵活性,减少飞行时间,并简化系统构造,使无人机更加轻巧、可靠和便携。然而,有一些技术问题尚未解决。首先,无人机的控制系统尚未充分发展。机翼变形和变形时发生的空力变化非常复杂,需要高级的遥控技术。另外,机翼电机控制也比较困难,甚至需要有向量控制算法。其次,有关传感器的稳定性仍然存在问题。传感器在检测机翼的形状时需要精确的charactristcs,以获得高精度的控制。最后,可变机翼无人机的可靠性仍须改进,因为改变机翼形状所涉及的机制、材料和
摘要:在民航业迅速发展的背景下,作为航空运输服务链的终端,民航运输地面服务企业面对政策以及市场竞争的压力,改善经营能力、提高管控水平、建立质量管理体系不仅是建设民航强国战略的需要,同时也是企业自身发展,促进经济增长,维护社会安定和谐的需要。Abstract: In the background of aviation industry rapidly developing, as the terminal of aviation transportation service chain, aviation transportation ground service enterprises facing the pressure of policy and market competition must improve operation capacity, improve the level of management and control, and establish the quality management system, which is not only the needs of construction of civil aviation power nation strategy, but the needs of their own development, promoting economic growth and maintaining social stability and harmony.关键词:服务企业;质量;管理体系Key words: service enterprises;quality;management system中图分类号:F273 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)26-0023-020引言民用航空运输地面服务企业作为一个特殊的经济组织,既具备企业的功能又兼有社会公益的性质,其本质就是追求经济效益和社会效益的最大化。当前,随着民用航空运输业的迅猛发展,航空公司、旅客和货主在服务过程中质和量方面的需求也与日俱增。近期来,航班延误导致冲突的新闻屡见报端。作为民用航空运输服务链的最终端,民航地面服务企业怎样才能与时俱进,在搞好安全生产经营、提高经济效益的同时,不断提升服务品质,满足各方需求,维护社会和谐。笔者认为,最重要且必要的就是提高管理水平,建立质量管理体系。随着企业管理的不断深入和完善,建立质量管理体系,导入ISO9000质量标准,引入其先进的管理理念、管理制度和工作程序就成为创新管控模式、拓宽工作渠道、提高运行标准和质量,提升经营业绩的有效途径。日本索尼公司总裁盛田昭夫曾说过:企业内部管理之要义在于内部管理的制度化,大凡成功地企业都有一套系统、科学、严密、规范的内部管理制度。将质量标准应用在管理工作的各个领域,通过建立系统的质量管控模式,把一些行之有效的传统的管理方法、以及在新时期摸索出来的一些新经验、新方法用文件化的形式固定下来形成标准、规范,并把所有工作按照贯标的要求实行过程控制,对每一项工作和活动均采取PDCA闭环控制,做到有计划、有实施、有检查,并持续改进,那么,管理工作就会在规范化、标准化、科学化的管理中不断提高,进入良性循环。在新时期新形势下,怎样才能建立起适应企业发展需要的质量管理体系呢?笔者认为主要有以下几个方面:1以制度建设为根本,建立管理制度体系建立质量管理体系首先应该建立起科学的管理制度体系。企业必须建立起全方位、系统的管理制度,所有员工都按照颁布的制度行事,这样一来,企业内具有不可变动性的固定规则会越来越多,而具有可变动性的事务则越来越少,进而让法治越来越多、人治越来越少,也就是我们常说的“制度化、标准化、程序化、规范化”。要做到这些,需注意以下几点:一是在制定制度时,应该紧密围绕企业中心工作,结合企业实际,全面考虑、仔细审查、员工参与。任何制度出台前必须经过讨论评议,每一个条款都要认真推敲、反复斟酌,达成一致共识。每份制度尽管都属于某一个系统,但是企业内部的各个管理系统都不是独立存在的,制度之间应当互相影响、协调统一。一旦制定就必须具有相应的稳定性,除非是公司业务、组织架构或市场环境发生了重大变化,否则基本不应改动。应当使之成为衡量一切问题的准则,既同一类问题的处理应该遵照一种制度而非其他,确保制度的严肃性。二是要让全体员工知晓制度并不断完善制度中的细节。每个企业都会建立制度,必须要采取各种宣传方式让每一个员工都知道与自己相关的制度条款和内容。否则,制度就成了一纸空文,围绕制度建立的体系也不可能被员工了解和认同。此外,随着外部经营环境的变化以及企业内部管理的不断创新发展,一些制度必然会不能够适应工作的要求,制度本身必须进行调整和完善,使制度形成一面网,一个环节衔接另一个环节。三是既保证强制力执行又兼顾可操作性地落实制度。写在纸上的东西不会自动变成现实,制定制度并不难,困难在于执行与操作。制度本身随着企业内外部环境的变化,必然会出现一些不适应的情况,因此,我们在执行与操作二者之间一定要把握好一个度,只有在管理实践中,在执行与操作间不断协调,才能让制度在实施过程中逐步得到完善。2以规范管理为基础,建立健全责任体系在一个企业组织中,要保证企业管理获得充分好的效率和效益,使企业的每一个岗位角色都把工作圆满地做好,就必须规范化管理,实行事事有章可循的明晰的“法制”化管理,建立健全明晰的责任体系,使企业实现持续稳定的发展。对应到管理工作就是按照业务程序要求每一个岗位的员工清楚自身岗位职责并根据职责圆满地做好各项工作,堵住和避免可能出现的管理漏洞和失误。首先,应建立起科学合理、明确清晰的组织架构。有什么样的组织架构,就有什么样的岗位职责相对应,部门岗位职责实际就是对组织架构功能及运行的说明和延伸。如果组织架构存在问题,那么不管岗位职责多么详尽,也避免不了走错路、走弯路。其次,应当细化岗位职责,上至董事长、总经理,下至一线员工,让企业内的每一个人都可以明确知道自己的岗位职责,使每个工作人员可考核化,使每项工作内容都具有可操作性和可考核性。任何一个岗位的职责一经确定就应具有相对的稳定性,不可以经常性修改。然后,应当确立唯一责任主体,建立健全明晰的责任体系,形成“闭环效应”。在细化岗位职责的基础上,强化一级抓一级、一级管一级、一级对一级负责的责任体系建设,形成“责任链”。强化考核管理,对工作中的失误、疏漏和失职、渎职等行为进行责任分类定级,并对责任追究明确到人、具体到事。最后,应当消除管理真空,让所有业务都有人管理,所有问题都有相应人员解决,避免因职责混乱造成推诿扯皮,项目无法推进,工作得不到落实的情况。如果问题确实很复杂,则应当确定牵头部门,并由相关部门配合,责任分级分层,确保其最终解决。3以科学定位为手段,推行标准化管理企业标准化管理作为质量管理体系的一部分,涉及到了企业管理的方方面面。标准化是制度化的最高形式,作为一个企业能不能在市场竞争当中取胜,决定着企业的生死存亡。企业的标准化工作能不能在市场竞争当中发挥作用,这决定标准化在企业中的地位和存在价值,必须结合市场运行环境,企业内部质量体系建设管理状况,科学地分析和定位。不知道这是不是你需要的呢 ?更多的参考文献就在(59168)上查吧
我想在(国际航空航天科学)找下这类的资料~然后结合你自己的知识点,肯定能写出来的
在人力资源流动和配置过程中,如何兼顾个人成长与组织发展的需要,一直是管理者和学术界努力解决的难题。下面是我为大家推荐的安全心理学与民航论文,供大家参考。
安全心理学与民航论文 范文 一:民航旅客心理需求研究
摘 要
把握航空旅客的个性心理特点,满足旅客心理需要,可以为顾客提供有针对性的服务,提高航空服务质量。航空服务人员要学会观察、了解、掌握旅客的心理需求,尤其是旅客的个性心理需求,突出对旅客服务工作的重点,从而探索服务规律。以心理学相关理论为基础,对于进行旅客心理需求研究具有理论指导作用。本文通过研究航空旅客的心理需求,进行民航旅客差异分析和旅客服务交往的心理需求分析,有助于掌握旅客服务心理,对于提高航空旅客的服务水平有重要的作用,对航空公司的生存与发展具有重要的意义。
关键词:民航旅客,心理需求,民航服务交往
前 言
民航旅客心理需求研究可以揭示旅客的心理规律,服务人员服务的心理规律以及服务过程中旅客与服务人员交往时的心理规律。民航旅客服务工作的性质需要进行旅客心理需求研究,航空公司的生存与发展需要旅客心理需求研究。心理需求研究有助于实现“安全、正常、服务好”的 口号 ;有助于了解民航旅客服务心理学与其他学科的关系;有助于掌握旅客服务心理,提高服务质量。
1. 民航旅客心理需求研究
1.1 旅客心理需求研究基础
心理学是研究人的心理现象及其规律的学科,以及研究个性心理倾向、个性心理特征等。心理过程包括认知过程、情感过程、意志过程。旅客心理需求主要包括顺畅心理、方便心理、快捷心理、经济心理、舒适心理、尊重心理等。旅客心理需求研究以普通心理学、社会心理学等为指导,以民航旅客服务实践为基础。
1.2民航旅客心理需求研究的原则
旅客心理活动都是有规律可循的,其心理活动都是客观事实的反映。旅客心理需求研究原则主要包括客观性原则、联系发展的原则以及理论与实践相结合的原则。
1.3 旅客心理需求研究的作用
(1)满足旅客心理需求是民航旅客服务工作的宗旨;(2)满足旅客心理需求是衡量服务质量的试金石;(3)满足旅客心理需求是服务人员工作的灵魂。
2 民航旅客差异分析
2.1民航旅客气质差异分析
根据心理学关于气质的生理基础方面分析,旅客气质的类型与特征分为内在型和外露型。内在型包括粘液质和抑郁质;外露型包括胆汁质和多血质。
2.2 民航旅客性格差异分析
民航旅客对现实态度的性格特征表现为对社会、集体、他人和自己的态度。具体分为性格的意志特征、情绪特征和理智特征。旅客性格特征按照类型分类分为内在型和外向型。民航旅客的性格差异表现在人对现实的态度和行为方式中比
较稳定的独特的心理特征的总和。
3.民航旅客服务交往的知觉分析
3.1民航旅客知觉概述
民航旅客知觉即指旅客对航空服务的知觉包括对色彩、温度、音量和服务设施的环境知觉以及对航班、航线的知觉等。旅客对服务人员的知觉:包括仪表特征、表情和服务语言的运用等方面。
3.2民航旅客知觉的特点
(1)整体性特点,即把客观事物或现象作为统一的整体来反应性能;(2)选择性特点,即在许多知觉中,人们将某一对象区分出来,优先予以反应;(3)理解性特点,即个体用已有的 经验 和知识去知觉当前的客体。
3.3 旅客心理因素的影响效应
(1)首因效应:首次交往中的印象 (2)晕轮效应:某些方面较清晰的印象,掩盖其他方面的印象。(3)定势效应:有一定的心理准备和印象。
3.4 民航旅客知觉信息沟通
首先分清对象,然后分析服务信息内容、沟通的 渠道 ,然后确定目标对象,研究沟通的效果等方面。信息的沟通方式表现在航空服务人员通过沟通渠道向目标旅客发送信息,收到信息后,同样通过沟通渠道反馈给航空服务人员。沟通目的是解决旅客服务交往中存在的社会地位的障碍、心理因素的障碍和非语言上的误解障碍。
4.民航旅客冲突及投诉的心理分析
4.1旅客投诉原因分析
引起旅客冲突与投诉的原因:1、客观原因:买不到机票,飞机延误、航班取消等。2、主观原因:不尊重旅客,对旅客不主动、不热情;用语言冲撞旅客;服务不周到;工作马虎;卫生清扫不及时、不细致等。
4.2冲突与投诉的心理分析
旅客冲突存在的心理原因在于旅客需要受到尊重的心理;需要发泄的心理;需要补偿的心理。
4.3解决冲突与投诉的对策
首先在冲突发生时,要保持冷静,采取脱离接触、语气和蔼缓解冲突、进行调节、主动让步。重要的是采用心理对策,在感情上、心理上与投诉顾客保持一致,彼此就更容易互相接受对方。要克服以下不利心理因素:
(1)应该努力克服自己首因效应的缺陷,不能以衣冠或一言一行来看人服务,更不能因为对某一旅客第一印象上而采取消极态度或故意不为他服务等等,而影响服务质量影响银行或航空公司的声誉。
(2)避免晕轮效应,因为顾客可能会有合理的要求进行申诉,但是同时还会出于个人角度,提出不合理要求或建议。所以作为服务人员,为顾客服务时,当出现了冲突,客户进行申诉时,要对顾客的服务是否合理要求进行合理分析,全面分析,出现问题时 不能以偏概全,不能凭借某方面较清晰的印象,掩盖另一方面的事实真相。
(3)要努力克服心理上的某些定势效应,要明确我们的服务对象是具体有个性。每个人都有自己不同的特点,我们应该根据旅客的不同特点采取针对性的服务,对顾客不能持有固定看法,要根据不同情况,随机应变,要努力做到使每一位旅客对我们的服务感到满意。
5沟通在旅客心理研究中的应用
5.1沟通概述
沟通即两个或两个以上的人或群体,通过一定的联系渠道来交换的意见、观点、思想、情感及愿望,从而达到相互了解、相互认识的过程。沟通具有过程性、相制性、情境性、一致性、无意识性的特点。主要功能包括控制功能、激励功能、情绪表达功能和提供信息功能。
5.2民航服务的沟通障碍
沟通障碍是指信息在传递和交换过程中,由于信息意图受到干扰或误解,而导致沟通失真的现象。民航服务中常见的沟通障碍形式有:语言障碍、 文化 传统与文化程度的障碍、情绪情感的障碍、个性障碍、角色地位障碍、态度、信念障碍以及因信息表达不清引起的障碍等。
5.3民航服务身体语言沟通
航空服务过程中的良好沟通有助于改善服务人员与旅客的关系;服务人员要运用积极的身体语言,如微笑、放松、自信、高兴等,避免运用紧张、愤怒、质疑等消极的身体语言。要善于运用身体语言的识别,包括客人何时需要等待;客人何时需要帮助等。
6. 把握旅客心理需求,提高航空服务质量
6.1利用旅客的社会认知心理
社会心理学研究表明:人对他人的广泛印象是在有限的信息基础上形成的,即最初的有限信息一般就能对他人的大量特征做出判断,并且人们对某人的整体印象表现出判断的一致性倾向,这在旅客这一类人群中的体现更是尤为明显。旅客期盼工作人员的亲切感和信任感,觉得自己选择的航空服务,应该是所能够享受到的最好的服务,能够物超所值。对于部分旅客来说,能够乘坐飞机这种交通方式,某种程度上是身份的体现和地位象征。旅客们希望能得到温馨的、人性化的服务,使内心的需求得到满足。所以给旅客留下良好的第一印象,对提高航空服务质量而言很重要。
6.2了解旅客个性差异心理
不同个性心理特点的旅客对服务的需求不同,应对应服务不可千篇一律。 按照人的气质划分有四种不同气质类型的旅客,为此就要有不同的服务方式。胆汁质气质的旅客,往往性格急躁,快人快语,喜欢与人争论,情绪容易激动,对服务的评价也容易走极端,旅行中又常常粗心,容易丢失物品。服务人员在服务中,一定要注意自己的言谈要谦让、宽容,不计较他们过激的语言,安抚好他们冲动的情绪,并随时提醒他们不要乱丢乱放物品。
6.3利用社会心理学知识
旅客对航空服务需求心理的多样性,要有针对性服务、每个旅客的思想、 爱好 、需要、价值观、情绪等方面存在着很大差异,航空服务必须围绕旅客的不同要求展开工作,力求使每个旅客感到满足。旅客对航空服务的心理需要,往往具有一次性的特点。如果旅客在服务过程中感到不满意,不周到的服务所产生的不良结果,往往难以在短时间内消除,甚至没有改正的机会。旅客的心理需求也存在着多变性,不同的旅客有不同的服务需要,航空服务必须针对旅客不同的心理需要,及时、准确、周到地提供相应的服务。服务人员努力认真地去把握去体会旅客的心理需求和心理特点,尽可能高的达到旅客心理需求的服务水平。旅客选择了航空服务,就希望能够得到高水平的享受,所以航空服务的宗旨就是在规定的标准下最大限度地满足旅客的需求,使旅客得到益处,得到愉快和快乐。而旅客的心理需求也会相应发生微妙变化。所以就要针对旅客心理的变化应对服务,从而提升航空的服务水平。
结 论
本文首先对旅客心理需求理论进行阐述,提出了对旅客心理需求研究的原则与作用,从心理学层面进行了民航旅客差异与民航旅客服务交往的知觉分析。 重点对解决发生民航旅客冲突的心理原因分析,并提出解决冲突与投诉的对策。 并强调了沟通在民航旅客心理研究中的应用。最后从利用旅客的社会认知心理,了解旅客个性差异心理以及利用社会心理学知识等方面,提出如何把握旅客心理,满足旅客的心理需求,从而提高航空服务质量。
致 谢
本文是在石燕老师的严格要求和悉心指导下完成的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的论文顺利的进行。由于一开始没参考范本格式出现问题,花费了石老师很多的宝贵时间和精力帮我指出,在此向导师表示衷心地感谢!导师严谨的治学态度,开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终 生!
参考文献
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安全心理学与民航论文范文二:民航服务心理学概论
(一)民航服务心理学的研究对象:民航服务过程中的心理现象。
民航服务心理学是研究民航服务过程中作为主客体的个体、群体和组织的心理现象及其变化规律的科学。民航服务心理学是应用心理学的一个重要组成部分,是为了提高民航服务的质量,把心理学规律在民航服务过程中加以应用的一门学科。
(二)民航服务心理学研究的基本内容货主心理,民航服务人员自身的心理,民航服务特殊情况下的心理现象。
(三)民航服务心理学的学科特点
民航服务心理学是一门以人为中心的、应用性的新兴学科。
第二节 民航服务心理学的研究原则和 方法 、学科基础和学习意义 (一)民航服务心理学的研究原则
客观性原则、系统性原则、理论联系实际原则。 (二)民航服务心理学的研究方法
观察法、调查法、测验法、实验法的概念和优缺点。
(三)民航服务心理学与其他心理学科之间的关系
民航服务心理学是心理学科中的一个应用分支学科,它与普通心理学、管理心理学、社会心理学等心理学科之间有着密切联系。
(四)学习民航服务心理学的意义
学习民航服务心理学是民航企业生存和发展的需要。
学习民航服务心理学是民航服务工作的内在要求。
学习民航服务心理学是从根本上提高服务质量的关键。
学习民航服务心理学有助于民航服务人员了解自我、完善自我。
四、考核要求
(一)民航服务心理学的研究对象
1、领会:(1)民航服务心理学的研究对象。民航服务过程中的心理现象
(二)民航服务心理学的基本内容
1、领会:(1)民航服务心理学的基本内容;(2)个体心理包括的基本内容、群体和组织心理包括的基本内容。
(三)民航服务心理学的主要特点
1、识记:(1)民航服务心理学的主要特点。
(四)民航服务心理学的研究原则
1、领会:(1)客观性原则、系统性原则、理论联系实际原则。
(五)民航服务心理学的研究方法
1、领会:(1)观察法、调查法、测验法、实验法。
(六)民航服务心理学与 其它 心理学科之间的关系
1、识记:(1)民航服务心理学与普通心理学、管理心理学、社会心理学之间的关系。
(七)学习民航服务心理学的意义
1、识记:(1)学习民航服务心理学的四个意义。
第二章 民航服务中的旅客心理
第一节 旅客的知觉
(一)知觉和社会知觉概述
知觉的概念;知觉具有选择性、整体性、理解性和恒常性四个特点。
社会知觉的概念;社会知觉的理论观点:凯利的归因模型,韦纳的成败归因模型。
(二)影响旅客知觉的因素
民航企业的因素;
民航服务人员的因素:服务态度、外在仪表仪态;
民航旅客自身的因素;兴趣、需要和动机、个性特征、过去的经验。
(三)旅客对民航企业和民航服务人员的知觉偏见
7个偏见:基本归因错误、自我服务偏见、行动者和观察者差别、晕轮效应、对比效应、投射作用、刻板印象。
第二节 旅客的需要
(一)需要概述
需要的概念。需要的分类:生理性需要和社会性需要。
马斯洛的需要理论的主要观点及评价。
(二)旅客的一般心理需要
安全需要、生理需要、归属需要、尊重需要、自我实现需要。
(三)旅客的特殊心理需要
旅客的特殊心理需要:信息需要,旅客获得信息的多种途径。
第三节 旅客的个性特征
(一)个性特征概述
个性特征的概念,包括内容:气质、性格、能力。
(二)旅客的气质差异性与民航服务
气质的概念。
气质的4种类型及特点:胆汁质、多血质、粘液质、抑郁质。
4种典型气质类型旅客的服务 措施
(三)旅客的性格差异性与民航服务
性格的概念。
性格的特征:静态特征和动态特征;静态特征包括对现实态度的特征、认知特征、情绪特征、意志特征;动态特征表现。
性格的类型:按心理机能划分为理智型、情绪型、意志型3种,按典型性格特征划分为 A型 性格和 B型 性格。 民航旅客9种性格类型及其服务措施。
(四)旅客的能力差异性与民航服务
能力的概念。
能力的分类:一般能力和特殊能力;模仿能力和创造能力;认知能力和元认知能力;情绪智力的概念、包括的5方面内容。
旅客的能力差异与民航服务。
第四节 旅客的态度
(一)态度概述
态度的概念和3个成分。
态度改变的理论:平衡理论、认知失调理论、参与改变理论。
(二)民航旅客态度的特征
旅客态度的强度。
旅客态度的相对稳定性:态度结构的稳定性、态度因果关系的稳定性、态度社会的稳定性。
旅客态度的绝对不稳定性:态度的冲突、特殊的经历、情景的变化。
(三)培养旅客客观的态度,改变负面的态度
影响民航旅客态度的因素:旅客的需要;旅客所拥有的知识、信息和经验;旅客的个性;旅客所属的团体。 改变民航旅客的负面态度:改变民航服务、改变旅客的知觉、改变提供给旅客的知识和信息、改变旅客负面态度的民航服务人员的工作技巧。
第五节 旅客的情绪和情感
(一)情绪和情感概述
情绪和情感概述:情绪和情感的概念;情绪和情感的区别与联系。
情绪和情感的特征:情绪和情感的两极性;情绪和情感的扩散性。
情绪和情感的分类:情绪的分类(心境,激情,应激);情感的分类(道德感,理智感,美感)。
(二)影响民航旅客情绪变化的因素
旅客的需要和身体状况;民航服务;旅途环境。
第六节 特殊旅客、团体旅客心理及其服务
(一)重要旅客的心理特点及其服务
政府要员的心理特点及其民航服务:安全需要,尊重需要;民航服务的五个方面。
工商界知名人士的心理特点及民航服务:自尊需要,舒适需要;服务的四个方面。
(二)老弱病残幼旅客的心理特点及服务
老弱和体弱旅客的心理特点及民航服务:很强的自尊感,很强的自卑感。
病残旅客的心理特点及民航服务:自尊心较强。
儿童 旅客的心理特点及民航服务:安全需要,恐惧心理较强,好动与好奇心理比较强,独立性不足。
(三)国际旅客的心理特点及服务
服务措施:了解旅客的国籍和身份;尊重国际旅客本国的文化和行为习惯;最好能以他们国家的语言、态度和蔼热情、不卑不亢的进行周到的服务;尽量给予满足特殊需要。