1. 研究目的与意义及国内外研究现状

我国是化工灾害频发的国家，化工灾害严重的威胁着人民的生命财产安全，因此防灾减灾及灾后救援成为关系到国计民生的重大事物，此外幅员辽阔，地形复杂，这也为公安消防部门的日常巡查造成了很大的困难。

近年来，随着科技的发展，我国公安消防部门的现代化水平原来越高。很多先进的高科技设备投入到消防线上，极大的提高了治安，消防，灾难救护等事物的办事效率。但是总体来说，化工灾害的巡检系统现代化，机动化水平仍然不高。对此提出了可以适应恶劣环境的轻型设备。在灾害救援过程中，重型机械设备虽然有其载荷量大，机动能力强等优点。但在特殊情况下却有着不可弥补的缺陷，那就是对运行环境的要求较为苛刻，而灾害现场往往没有平整的地面，开阔的场地等条件，此时重型设备就无用武之地。为轻型设备可以克服这些缺点。

国内外研究现状

1995 年，美国启动了包括“全球鹰”和“暗星”两个部分在内的“全球鹰”在内的“高空持久性先进概念技术验证”(actd)计划。“全球鹰”无人机地面站监控系统庞大复杂，并且需要大量地面工作人员在无人机执行任务时进行实时监控与决策。horizon 地面控制站是加拿大 micropilot 公司为 mp2028 自动驾驶仪研制的一种地面监控软件。它不仅具有地面站的基本功能，还能模拟测试相关训练任务，便于用户对所规划的任务进行分析和改进。

2. 研究的基本内容

本文主要针对微型四轴飞行器提出了一套可行的控制档案，同时针对化工灾害巡检的特殊性对飞行器进行优化。

1) 飞行器的姿态控制之间存在耦合，并且姿态的控制质量直接影响位置控制的精度。因此要想精准的进行巡航，姿态控制是重点，本文着重研究了姿态解算及其控制。

2) 特殊的化学气体会干扰传感器关键信息的采集，并腐蚀飞行器的机架，针对这个问题，本文提出了优化方案。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1.硬件电路采用stm32f407作为主处理器，系统主要有传感器、数据存储、终端显示、无线通信组成。其系统框图如图所示。

图1 系统整体设计框图

4. 参考文献

[1]kim j w, yoo c w. analysis of ground control system for a smart uav[c]//systems conference,2009 3rd annual ieee. ieee, 2009: 90-94.

[2]ariyur k b, fregene k o. autonomous tracking of a ground vehicle by a uav[c]//americancontrol conference, 2008. ieee, 2008: 669-671.

[3]宋洋. 无人飞行器自主航路规划技术及仿真研究[d]. 哈尔滨工程大学, 2011.