民用無人機小型自動機巢技術(shù)規(guī)范

1T/AOPAXXXX-2022民用無人機小型自動機巢通用技術(shù)規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了民用無人機小型自動機巢分類、通用要求、維保要求、標(biāo)志、包裝、運輸。本標(biāo)準(zhǔn)適用于民用無人機小型自動機巢系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1自動機巢automaticUAVairport為無人機提供存儲、起降平臺、通信、電能補給、環(huán)境監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、視頻監(jiān)控等功能裝置，由主控系統(tǒng)、機電結(jié)構(gòu)、通信模塊、監(jiān)控模塊、起降平臺等組成，具備無人機控制能力，能接收并執(zhí)行自動機巢控制平臺下發(fā)的任務(wù)，回傳無人機飛行作業(yè)結(jié)果。3.2自動機巢控制平臺centralcontrolplatform自動機巢控制平臺是自動機巢飛行作業(yè)的管理平臺，主要提供航線資源管理、飛行計劃管理、飛行監(jiān)控管理、飛行數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)用戶權(quán)限管理等功能。平臺至少與一臺自動機巢建立從屬關(guān)系。用戶可在自動機巢控制平臺創(chuàng)建飛行計劃、下發(fā)飛行任務(wù)給指定的自動機巢自主執(zhí)行。3.3自動返航AutonomousReturn在操作人員通過自動機巢控制平臺或自動機巢的特定功能鍵啟動該功能后，無人機立即按預(yù)先設(shè)定的策略中止當(dāng)前任務(wù)并返航。3.4自主航線airrouteofautonomous通過點云規(guī)劃、人工示教、坐標(biāo)導(dǎo)入等方式獲取包含空間位置坐標(biāo)和任務(wù)載荷動作指令的航點，按照最優(yōu)順序規(guī)劃的航線。3.5實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)Real-timeKinematic,RTK一種利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)載波相位觀測值進(jìn)行實時動態(tài)相對定位的技術(shù)，通過多個地面2T/AOPAXXXX-2022參考站組成網(wǎng)絡(luò)，對全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)實時糾偏，能夠為無人機提供實時動態(tài)高精度位置信息。4自動機巢分類4.1按照無人機續(xù)電方式分類a)自動換電式：通過機械裝置自動更換無人機電池的方式實現(xiàn)無人機續(xù)電；b)人工換電式：通過人工更換無人機電池的方式實現(xiàn)無人機續(xù)電；c)接觸充電式：通過在無人機外接充電觸點的方式實現(xiàn)無人機續(xù)電；d)無線充電式：通過電磁感應(yīng)的無接觸方式實現(xiàn)無人機續(xù)電。4.2按照安裝方式分類a)固定式：安裝在固定位置，如變電站、供電所、駐塔平臺等場地；b)移動式：起降平臺、控制系統(tǒng)與移動交通工具一體的自動機巢。4.3按搭載無人機類型分類a)多旋翼自動機巢；b)垂直起降固定翼自動機巢。5通用要求5.1外觀結(jié)構(gòu)要求5.1.1外觀5.1.1.1自動機巢整機表面應(yīng)有保護(hù)涂層或防腐設(shè)計，外表應(yīng)光潔、均勻，不應(yīng)有傷痕、毛刺等缺5.1.1.2自動機巢標(biāo)識清晰，連接線應(yīng)排列整齊、固定牢靠、走向合理，便于安裝、維護(hù)，并用醒目的顏色和標(biāo)志加以區(qū)分。5.1.1.3自動機巢電源與電機傳動部分等危險區(qū)域應(yīng)有明顯標(biāo)識予以警告。5.1.1.4自動機巢機身上應(yīng)具備明顯的指示燈指示其當(dāng)前自動機巢運行狀態(tài)，至少包含電源接入、待機、任務(wù)進(jìn)行中、維護(hù)中、急停五種狀態(tài)，不同運行狀態(tài)必須用不同顏色區(qū)分。5.1.2結(jié)構(gòu)5.1.2.1自動機巢整機結(jié)構(gòu)應(yīng)堅固，所有連接件、緊固件應(yīng)有防松措施。5.1.2.2自動機巢伺服電機、支架等可更換、易損部件應(yīng)有一一對應(yīng)的安裝方式標(biāo)識，以指示是否正確安裝。5.1.2.3自動機巢應(yīng)具備控制常規(guī)機電動作的實體按鈕或觸控屏，至少具備打開自動機巢、關(guān)閉自動機巢、復(fù)位、遠(yuǎn)程/本地控制按鈕。5.1.2.4自動機巢應(yīng)用具備明顯且便于緊急拍擊的急停按鈕，拍擊后進(jìn)入急停狀態(tài)，停止一切機電動作，宜通過旋轉(zhuǎn)按鈕的方式使按鈕恢復(fù)原樣同時解除急停狀態(tài)。5.1.3尺寸與重量5.2自動機巢硬件功能要求5.2.1無人機存儲功能自動機巢應(yīng)具備無人機存儲功能，應(yīng)滿足1架或多架無人機存儲。3T/AOPAXXXX-20225.2.2環(huán)境感知與保持功能5.2.2.1自動機巢應(yīng)具備環(huán)境感知功能，應(yīng)具備溫度、濕度、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向等傳感器及可見光攝像頭，可實時監(jiān)控自動機巢周邊環(huán)境狀態(tài)。5.2.2.2自動機巢應(yīng)具備環(huán)境保持功能，在作業(yè)許可環(huán)境溫度內(nèi)自動機巢內(nèi)部恒溫恒濕，自動機巢內(nèi)部溫度宜控制在0℃-30℃,相對濕度宜控制在45%-60%。5.2.3無人機電能補給功能5.2.3.1換電式全自動自動機巢應(yīng)存放不少于4組的無人機動力電池，自動更換時間不應(yīng)大于5min。5.2.3.2充電模式全自動自動機巢應(yīng)具備接觸式充電或無線充電裝置，降落后進(jìn)入自動充電模式時間不應(yīng)大于3min，單次充電從10%到90%的時間宜小于45min（25℃下）。應(yīng)具備對無人機電池進(jìn)行物理降溫的設(shè)備。5.2.3.3應(yīng)具備無人機電池健康監(jiān)控功能，可對電池定期充放電，確保無人機動力電池處于健康狀態(tài)，并根據(jù)電池健康狀態(tài)發(fā)出警報。5.2.4自檢功能5.2.4.1自動機巢應(yīng)具備自檢功能，自檢項目至少包括機械控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、不間斷電源、環(huán)境感知、操控系統(tǒng)、以及無人機的電池、遙測遙控和導(dǎo)航定位功能、負(fù)載等自檢項目，以及其他無人機5.2.4.2自動機巢任一項自檢項目不滿足要求時，能定位故障部位或原因并生成自檢日志，實時發(fā)送至自動機巢控制平臺發(fā)出提示和報警。5.2.5飛行功能5.2.5.1自動機巢應(yīng)具有遠(yuǎn)程、本地模式。5.2.5.2自動機巢應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制無人機自主飛行作業(yè)能力，可對無人機起降方式、備降點、飛行速度以及航點信息進(jìn)行設(shè)置。5.2.6應(yīng)急安全策略5.2.6.1自動機巢應(yīng)具備自動返航和斷點續(xù)飛功能。返航航點、速度等參數(shù)可預(yù)先設(shè)置，可支持設(shè)置的航點個數(shù)不少于10個。5.2.6.2自動機巢應(yīng)在設(shè)備故障、電源中斷、網(wǎng)絡(luò)中斷、氣候異常時自動觸發(fā)或手動觸發(fā)自動返航功能，并自動進(jìn)入待機保護(hù)模式，直至故障解除。5.2.6.3自動機巢應(yīng)具備無人機低電量報警并自動返航功能。5.2.6.4自動機巢應(yīng)具備消防告警功能，宜具備自動滅火功能。5.2.6.5自動機巢應(yīng)具備飛行軌跡記錄功能，在出現(xiàn)異常事件后能及時定位并分析異常原因，協(xié)助無人機查找。5.2.6.6自動機巢應(yīng)具備備降點設(shè)置功能。無人機降落異常時可告警并切換降落至備降點。5.2.7協(xié)同作業(yè)功能5.2.7.1自動機巢宜具備協(xié)同作業(yè)能力。不同自動機巢間通過設(shè)置協(xié)同作業(yè)控制策略，提高無人機飛行作業(yè)范圍。可實現(xiàn)多臺自動機巢同步作業(yè)、蛙跳、對飛等協(xié)同作業(yè)。5.2.7.2通過異地起降技術(shù)，使得無人機無需飛回原來的起飛點，實現(xiàn)無人機A地自動機巢起飛，B地自動機巢降落補給電能及數(shù)據(jù)上傳，充分發(fā)揮無人機的作業(yè)性能。無人機可脫離自動機巢遙控飛行，異地起降巡航距離≥10km。無人機脫離自動機巢遙控飛行可保持實時RTK高精度定位，支持無人機狀態(tài)數(shù)據(jù)/圖像數(shù)據(jù)通過4G/5G實時回傳。支持一飛機多自動機巢模式，實現(xiàn)無人機在任務(wù)中4T/AOPAXXXX-2022降落到另一自動機巢進(jìn)行電能補給及數(shù)據(jù)傳輸，支持多無人機多自動機巢聯(lián)動作業(yè)模式。5.2.8遠(yuǎn)程支持功能自動機巢應(yīng)具備遠(yuǎn)程支持功能，包括遠(yuǎn)程升級修改固件、驅(qū)動程序。5.2.9定位功能5.2.9.1自動機巢應(yīng)支持全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具備網(wǎng)絡(luò)基站與自建基站的能力，支持RTK載波相位實時差分高精度定位，定位精度小于10cm（5cm）。宜配備地面定位基站輔助提升定位精度。5.2.9.2自動機巢宜具備定位數(shù)據(jù)實時分析功能，實現(xiàn)實時糾偏，偏差大于1m時可偏差告警。5.2.10授時功能自動機巢應(yīng)具備統(tǒng)一授時功能，支持遠(yuǎn)程配置系統(tǒng)時間。5.2.11通信功能5.2.11.1自動機巢應(yīng)具備有線及無線通訊方式，宜具備多通道冗余通訊鏈路。5.2.11.2自動機巢與無人機間應(yīng)具備自有信道、公網(wǎng)信道雙鏈路冗余配置，其中自有信道支持2.4GHz（2.4000-2.4835GHz）、5.8GHz（5.725-5.850GHz）、1.4GHz（1430-1444MHz）其中一種即可，公網(wǎng)信道支持4G、5G其中一種即可。5.2.11.3自有信道時，自動機巢與無人機間測控數(shù)據(jù)傳輸時延不大于100ms，誤碼率不大于10-6，影像傳輸時延不大于500ms。5.2.11.4公網(wǎng)信道時，自動機巢與無人機間測控數(shù)據(jù)傳輸時延不大于200ms（4G）/180ms（5G誤碼率不大于10-6，影像傳輸時延不大于900ms（4G）/800ms（5G）。5.2.12兼容性要求自動機巢應(yīng)兼容至少2款主流的相對于類型無人機，且應(yīng)兼容所配套的無人機機型。機械結(jié)構(gòu)、充電裝置、通信系統(tǒng)可通過更換或調(diào)整的方式，支持所兼容無人機機型的電池充換電、飛行通信和控制。5.3自動機巢控制平臺功能要求5.3.1計劃管理功能自動機巢控制平臺應(yīng)能同時支持至少20臺自動機巢的任務(wù)下發(fā)，支持下發(fā)周期性、臨時性任務(wù)，支持展示任務(wù)的實時進(jìn)度、每日計劃、任務(wù)、完成結(jié)果和歷史計劃信息查詢。5.3.2航線管理功能自動機巢控制平臺應(yīng)支持航線存儲、調(diào)用、管理、功能。5.3.3應(yīng)急提醒功能5.3.3.1自動機巢控制平臺當(dāng)出現(xiàn)無人機狀態(tài)異常、電池電壓低、飛出適航區(qū)域等情況時，應(yīng)報警提示。5.3.3.2自動機巢控制平臺當(dāng)出現(xiàn)報警時，系統(tǒng)具有備降點安全降落功能。5.3.4應(yīng)急接管功能自動機巢控制平臺在異常情況下應(yīng)能對無人機進(jìn)行應(yīng)急接管，下發(fā)返航、懸停等指令。5T/AOPAXXXX-20225.3.5標(biāo)準(zhǔn)化接口功能5.3.6安全防護(hù)功能5.3.6.1自動機巢控制平臺應(yīng)具備一定安全防護(hù)能力，通過硬件安全檢測以及網(wǎng)絡(luò)安全檢測。5.3.6.2自動機巢控制平臺應(yīng)具備無人機等設(shè)備管理功能，可查詢單個、所有設(shè)備的信息，對設(shè)備進(jìn)行添加和刪除，以及查詢設(shè)備維修保養(yǎng)信息。5.3.7媒體文件管理功能自動機巢控制平臺可存儲、管理、下載、播放影像。5.4性能要求5.4.1防塵防水能力自動機巢防水防塵等級不低于IP55（IP54外殼具備防破拆、防鹽霧能力。5.4.2內(nèi)部溫濕度控制能力自動機巢在-20℃-50℃、海拔4000米的環(huán)境下自動機巢內(nèi)部溫度宜控制在0℃-30℃,相對濕度宜控制在45%-60%。5.4.3最大作業(yè)半徑自動機巢最大飛行半徑應(yīng)不小于5km（多旋翼24km（固定翼）。5.4.4充換電能力要求5.4.4.1換電模式自動機巢的更換電池全流程時間不應(yīng)?于5min。換電電池組不低于4組。5.4.4.2充電模式自動機巢降落后進(jìn)入自動充電模式時間不應(yīng)大于3min，單次充電從10%到90%時間不應(yīng)大于30min。5.4.5網(wǎng)絡(luò)接口要求自動機巢應(yīng)具備有線及無線接入方式。5.4.6準(zhǔn)備時間要求自動機巢在無人機無充電情況下，從任務(wù)下發(fā)到無人機起飛整備時間應(yīng)小于3分鐘（多旋翼5.4.7穩(wěn)定性指標(biāo)自動機巢連續(xù)無故障時間應(yīng)不?于3000小時，正常維保狀態(tài)下整體壽命應(yīng)不?于3年。5.4.8海拔適應(yīng)性能自動機巢在海拔高度4000米下能正常工作。5.4.9降落性能5.4.9.1無人機降落成功率不應(yīng)低于99%。5.4.9.2無人機降落失敗后支持遠(yuǎn)程手動輔助降落、完全手動降落、選擇備降點降落等功能。6T/AOPAXXXX-20226維保要求6.1應(yīng)根據(jù)自動機巢的類別、使用時間等因素，結(jié)合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、維保手冊、使用說明書等，定期開展維保與檢測。6.2應(yīng)按期交由具有資質(zhì)的單位進(jìn)行維保與檢測，確保自動機巢的正常使用。6.3應(yīng)定期對自動機巢進(jìn)行清潔、整理和外觀檢查。發(fā)現(xiàn)無人機裝備存在異常情況，應(yīng)及時送修。6.4應(yīng)做好自動機巢的維保與檢測記錄。7標(biāo)志、包裝、運輸7.1標(biāo)志7.1.1銘牌每個自動機巢應(yīng)有明晰的銘牌，銘牌內(nèi)容如下：a）型號；b）產(chǎn)品全稱；c）制造