无人机自动驾驶仪的组成（【干货放送第八篇】无人机智能交通）

无人机参与城市交通管理能够发挥自己的专长和优势，帮助公安城市交管部门共同解决大中城市交通顽疾，不仅可以从宏观上确保城市交通发展规划贯彻落实，而且可以从微观上进行实况监视、交通流的调控，构建水一陆一空立体交管，实现区域管控，确保交通畅通，应对突发交通事件，实施紧急救援。

中文名：无人机智能交通

外文名：UAV Intelligent Transportation

目录

背景概述

无人机相关概念

固定式监控视频探头的局限性

无人机参与交通监管

• 无人机用于交通流量控制

• 图像处理

• 飞行控制系统

• 无人机地面站功能集成

• 无人机通信指挥车

背景概述

全球城市规模的迅猛发展，促使城市车辆增多、交通网络日趋复杂、城际列车、高铁等交通工具也得到了高速发展。在城市交通网为人们生活带来便捷的同时，车多路繁的状况亦给交通安全埋下了隐患，更是为交通控制和管理留下了更多的难题。

目前，现有交通监控主要依赖于交警路面巡逻、定点摄像头监控等，所呈现的视角比较狭隘，图像不够清晰，当事故现场周边发生交通堵塞时，很难获取到第一手现场的图像资料，同时还存在着众多的监控漏洞及死角。如派遣载人直升飞机巡逻，每次出动仅机油消耗就需支付高昂的费用。昂贵的成本，大大削弱每日进行实时勘察的可能性；加上庞大的机身无法深入狭小街道上空进行拍摄或调查，更让其可实施性几乎为零。

无人机参与城市交通管理能够发挥自己的专长和优势，帮助公安城市交管部门共同解决大中城市交通顽疾，不仅可以从宏观上确保城市交通发展规划贯彻落实，而且可以从微观上进行实况监视、交通流的调控，构建水一陆一空立体交管，实现区域管控，确保交通畅通，应对突发交通事件，实施紧急救援。

无人机相关概念

无人机是“无人驾驶空中飞行器”或“遥控驾驶飞行器”的简称。在军事上可用于空中侦察与监视、目标定位、诱饵、火力攻击、战损评估，以及电子对抗、通信中继等。无人机可以集成高清摄影摄像装置，系统主要包括：载机、飞控、陀螺云台、视频传输、地面站以及通话系统等，多旋翼无人机目前飞行高度一般在500米以内，适合在各种复杂条件下拍摄传输高清影像。

固定式监控视频探头的局限性

1. 覆盖范围有限；

2. 价格昂贵；

3. 只有非常小的区域（城市高速公路），涵盖了像中央电视台、VID等先进的交通监控系统；

4. 农村地区和城市地区二级公路不覆盖；

5. 利用直升机对高速公路监控对飞行员要求较高，且无法对实时数据进行处理。

无人机参与交通监管

随着机动车保有量的剧增和城市路网的不断延伸，虽然交警部门不断加大交通技术监控设备投入，新增固定式交通技术监控设备依然无法完全满足交通监管的需求。逐步完善电子监控网络，为道路交通管理和治安防范提供良好保障，无人机在智能交通监管中能起到重要作用。

无人机用于交通流量控制

1. 利用无人机搭载的高清摄像机或者相机自动收集道路情况信息；

2. 利用无人机搭载的图传系统传输拍摄的视频信号或者图片信号；

3. 利用无人机的飞控系统实施自主飞行，实现智能监控。

图像处理

1. 高稳定、高灵敏度图传电路设计，图像稳定、画质上乘，在建筑物密集的区域使用更具优势；

2. 3轴避震飞行云台，可搭载可见光、红外、等机载设备，云台具有格轴稳定和自动校正功能；

3. 搭载高清单反相机或者高清摄像机，拍摄图像完美清晰。

飞行控制系统

无人机结合了GPS、6自由度惯性测量单元、磁场计、气压高度计等传感器单元，优化了高鲁棒性H无穷算法以及专家系统等机器人控制的理论模型，提供了高稳定性和可靠性的飞行控制核心模块，使无人机系统成为全自动的空中作业平台，多种飞行控制模式为在不同的环境下作业提供了可能，姿态模式下可保持精确的高度锁定和平稳的姿态平衡。

强化失控保护，无人机机在失去遥控信号的时候能够自动悬停，超过10秒后，飞控系统会计算出返航的最佳路径并指挥无人机返航，确保无人机安全返航。

精准悬停，即使在大风天气，悬停的精度也不会受到影响。

无人机地面站功能集成

集成GPS地理信息系统，控制无人机目标航点飞行和提高无人机飞行航线的精度。

在飞行中适时修改航线设置，在定位不好的情况下向地面站报警，并且在飞行途中定点悬停。

记录遥测数据，显示无人机飞行状态（飞行里程、时间、高度、电压、GPS状况等信息）。

无人机通信指挥车

易瓦特自主研发的无人机通信指挥车利用各类车载设备可实现对无人机的远距离监控，加装车载大功率的视频接收机、伸缩天线、固定翼无人机弹射架、高精度RTK等装置，能对无人机进行高效、移动的控制。

应用范围

1. 铁路运输：

铁路建设里程长，沿线敏感信息多。目前铁路采用人工踏勤方法，工作量巨大，同时，受自然灾害、地形、天气等条件限制，特殊地段难以开展调查，造成工程验收不完整、不准确等后果。

在进行铁路选线、铁路地址勘测、生态评价时，无人机具备3G网络实时远程视频传输功能，可将无人机视频影像实时传输至全球任何地点的手机终端或指挥中心，为铁路建设提供大量数据来源，极大提高工作效率。无人机机身轻巧可靠，结构紧凑、性能卓越，使用不受地理条件、环境条件限制，可在点多面广、地点分散、现场环境复杂的铁路及其沿线飞行。

在地面站输入坐标后，无人机即通过地面控制站进入预定飞行轨道，可远程将铁路及其沿线的影像清晰回传，及时发现危险隐患，保障通信设备的安全和信息的通畅，减轻日常人员巡视的工作量，提高劳动生产率，更好地为铁路安全运输生产服务。

2. 公路运输：

公路运输中，采用无人机系统，是智能交通建设中监控的重要科技手段。无人机系统可实现对路面的实时监控，及时发现路面的交通事故，动态查处路面违停等各类交通违法行为，提高交警监控管理效率，确保道路通畅。

相比传统航摄方式，无人机测绘不仅能增强数据的精度，还能提高效率。无人机系统提供全新的公路交通监控方式，搭载高清摄像机，对公路进行全程全方位拍摄，不仅能较好地满足相关部门对于公路航拍资料的需求，还能为公路建设中的勘测、设计工作，提供强有力的技术保障。

2.1特大交通事故的现场勘查

传统勘探手段耗时耗力，且面临的危险性可能造成二次事故，往往会因为事故资料收集太慢错过了最佳救援时间，而无人机机身轻巧可靠，结构紧凑、性能卓越，使用不受地理条件、环境条件限制，可以深入各类复杂地区，迅速抵达事发现场，对出事地形、车辆受损情况、人员伤亡情况进行快速、全面勘察，提高勘探和救援工作的科学性和高效性。

2.2维护交通秩序

无人机具备3G网络实时远程视频传输功能，图像传输速度快，可将实时图像回传至交通指挥中心，以便交通指挥中心在第一时间获取巡逻车辆和警员的部署状态，从而能够及时下达指挥命令，管理交通秩序，避免在重要时期、重大场合出现交通拥堵等状况。一旦发现警情，指挥中心能快速定位，调配最近的巡逻警力，达到最快速处理，有效提高交通管理效率。

无人机飞抵拥堵现场，对拥堵原因、拥堵长度、拥堵车辆进行全局性、准确性的快速勘察，交通指挥中心根据无人机实时回传的影像资料，快速合理准确地对拥堵路段进行疏导。

3. 水路运输：

水路运输是目前各主要运输方式中兴起最早、历史最长的运输方式。随着我国经济的迅速发展，国内各港口的吞吐量也日益增大，船舶大型化、专业化趋势明显的同时，水上污染的风险也随之而来。

目前水上运输主要采用船舶巡航、空中固定翼飞机定期巡航、卫星遥感监控等传统手段。与船舶巡航、空中固定翼飞机定期巡航、卫星遥感监控等传统手段相比，无人机拥有成本低、造价小、实时性强等优势。

无人机具备防雨水功能：可在大雨、中雪天气飞行，飞行过程中防水等级达到IPX4，不受海上多变天气影响。

无人机具备高精度的机载GPS设备，可设定航线自动飞行。使用无人机定时定点监控，对违规操作的船舶也会形成震慑作用。

4. 空中运输

航空运输业快速发展，对机场的安全管理提出了更高的要求。机场安全引起了各国政府的高度重视和国际社会的极大关注。 机场，特别是大中型航空枢纽机场就像一座独立的“城池”，地域大、飞行区大、候机楼大、客货流量大、飞机起降量大，如仅靠人工进行安全监测与管理很难奏效，必须借助先进的技术防范手段，做到早发现、早制止，把不安全因素消灭在萌芽状态。

落客区是机场的重点监控区域。该区域行人和机动车较多，容易发生交通纠纷和交通事故。使用无人机巡航监测，可发现普通视频监控无法监测的区域，通过无人机3G网络实时远程视频传输功能，可以实现实时监测，有效防止司机违法营运等行为，大幅改善乘客排队候车秩序，及时查找乘客丢失行李等。

由于机场飞行区域大，飞机着陆后发生事故搜救为较困难，无人机最大飞行高度2,000米，飞行半径5公里，单程任务距离10公里，飞行速度80公里/小时，特别适合在大面积的搜救范围开展巡航搜救工作。

优势

居高临下一一无人机可以鸟瞰地面车流实况，有利于交管部门掌握全局，通盘指挥和正确疏导。与载人通用飞机、载人直升机相比，无人机可以飞得更低，更接近肇事车辆和人员，观察得更加清楚。

大范围 一与出动多辆警车执行任务相比较，无人机可以低空飞行、路径短、速度快、变换视角灵活、活动范围大，有利于交通管理部门快速、高效地控制局面。

长留空一一与载人通用飞机、载人直升机相比，无人机的留空时间长，可以进行长时间的城市交通巡逻飞行，这对锁定目标区域时无人机承担长时间的搜寻任务非常适合。

高效率一一无人机的地勤和机务准备时间短，可随时出动，与载人通用飞机、载人直升机，或其他交通工具相比，具有低投入、高效益的特点。

低风险一一在参与城市交通管理过程中，无人机能够在灾害天气或者受污染的环境下执行高危险性的任务等。实践表明，无人机在沙尘暴探测，化学品污染、放射性污染监测方面，确实具有比载人通用飞机、载人直升机，或其他交通工具无可比拟的优势。

航联网——与其他传统飞行器比较，航联网使得无人机可以在线使用。无人机在选择应用软件和系统后，发挥出“一架抵多架”的功能；航联网使无人机系统集成度 高、智能化高、综合效率高；航联网为无人机标准化、通用化、系列化设计留有空间，能够根据需要进行升级，提高品质，增加功能；航联网使无人机多用途平台安 稳性好、实用性强；航联网使得无人机达到“绿色低碳一环保”标准，并引领航空科技进步。

以少替多一一无人机在参与城市交通管理中能够以较少的架数代替较多的地面警力完成同样的任务，有助于节省人力和降低勤务成本。

机动灵活——在参与城市交通管理中无人机既能够飞行在高速道路和桥梁道路之上，又能穿行在高楼大厦之间，甚至可以穿过隧道进行事故现场的勘查和取证，表现出特有的灵活性和机动性。

应急救援一一在遇到地震、洪灾、海啸、暴雪等自然灾害时，地面交通全部瘫痪，有人驾驶飞机和直升机进入存在危险，无人机可以立即出动，深入现场观察实况，投入航拍，搜索人员、建立通信中继，空投急救药品抢救伤员。

治安防范——无人机在参与城市交通管理时，既能对肇事逃逸车辆紧追不合取证，又能对肇事逃逸者预先警告，然后择机应对，采用施放催泪瓦斯、投射捕捉器等手段。