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Themis 3D Plus无人飞行评测系统

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Themis 3D+是一款室内的无人机性能检验测试平台,不仅适用于评测业界各类商用或科研无人机,更可用于飞手训练及考试,为飞手技能评估提供有力的评测数据。

Themis 3D+是凌云自主开发面向于专业从事无人机控制、路径规划、自主避障、自主导航等研究方向的用户,提供了一套开放的、高精度实时定位的室内无人机评测系统。

Themis 3D+是一套开放的评测环境,允许从十几平米到几百平米,且多台无人机飞行的同步飞行。即使构建不同规模的飞行空间,Themis3D+的定位精度依然能保持在亚毫米级别,实时预览无人机飞行状态数据,即时评估无人机的性能和现状。

主要监测数据:

主要应用方向:  

   

 

教学版

科研版

专业版

飞行环境

5m x 5m

7m x 7m

10m x 10m

最多跟踪无人机数量

6

10

20

分辨率

1280 x 1024

1664 x 1088

2048 x 2048

采样频率

240Hz

360Hz

180Hz

系统延迟

4.2ms

2.8ms

5.5ms

辅助光源

62 LED

20 LED (UHP)

170 LED

视场角

56 x 46

70 x 49

51 x 51

位置精度

0.5mm

0.3mm

0.1mm

硬件接口

GigE/PoE

GigE/PoE+

GigE/PoE+

数据流接口支持

C++/Matlab

C++/Matlab

C++/Matlab

1、无人机自驾性能评测

2、飞手训练/考试系统

AOPA无人机培训实操考试检验系统

1. 实操考试内容:

1) 起飞

多旋翼或直升机必须从停机坪垂直起飞,悬停高度为2~5米,悬停时间2秒以上。、要求:必须从半径1米的圆圈中心起飞,垂直上升,直到起落架到达指定高度位置,悬停时间2秒以上。

2) 自旋一周(360度旋转一周)

驾驶员及机长等级考试要求:匀速缓慢绕机体中轴线旋转一周(旋转方向任意,向左或向右旋转均可),旋转用时应为6-20秒之间,偏移范围不超过:高度方向1米,水平方向2.5米。

教员等级考试要求:匀速缓慢绕机体中轴线向左和向右各旋转一周,旋转用时应为6-20秒之间,偏移范围不超过:高度方向0.5米,水平方向1.5米。

旋转必须以固定的速率进行。

3) 水平八字



驾驶员及机长等级考试要求:正飞水平8字。保持机头一直朝前进方向完成飞行动作。

教员等级考试要求:倒飞水平8字。保持机尾一直朝前进方向完成飞行动作。

从悬停位置直接进入水平8字航线,向左或向右切入航线方向不限。

动作完成后转成对尾悬停准备降落,机头偏差角度不能超过15度。

要求:两个圆的直径相同(直径大于6米),两个圆的结合部位通过身体中线,空域在120度内,整个动作的高度不变。

4) 降落

多旋翼或直升机移动至起降区上空平视高度处悬停2秒,垂直降落。着陆时必须平稳并且在停机坪的中心。

注意:在悬停动作中,所有停止必须保持最少2秒的间隔(特殊规定除外)。圆形和线形悬停部分必须以常速进行。每一次旋转必须以固定的速率进行。

2. 硬件系统方案

旋翼无人机AOPA、UTC等培训机构实操考试的检验系统的关键在于如何获取无人机位置(X、Y、Z)、姿态(Pitch、Yaw、Roll),经对比研究评估,采用光学运动捕捉系统,通过已知位置的相机阵列,采集标记点(Marker)的图像信息,经过处理后计算出标记点(Marker)的位置信息,进一步计算出由多个Marker点构成的刚体的位置(X、Y、Z)、姿态(Pitch、Yaw、Roll)信息。

OptiTrack是一家专注与运动捕捉系统的公司,其所推出的高精度光学运动捕捉系统性能优良,最大可以搭建30m*30m的捕捉空间;采用850nm近红外光照明,能有效避免其他光源干扰;领先的3D重建、刚体解算精度,实时定位精度能有效控制在0.5mm,最高可达0.1mm;开源接口,支持实时数据传输。

Prime系列产品比较:

型号

分辨率

帧速

视场角

最远捕捉距离

Prime 41

2048×2048

180FPS

51°*51°

30m

Prime 17W

1664×1088

360FPS

70°*49°

15m

Prime 13

1280×1024

240FPS

56°*46°

12m

Prime 13W

1280×1024

240FPS

82°*50°

6m

**其中Prime41Prime17W支持户外阳光下使用


1.     软件功能

各个实操考试阶段软件需要输出的检测内容:

1)     起飞

a)     上升时间;

b)     上升阶段水平平均精度(坐标位置相对原点偏差);

c)      上升阶段水平最大误差;

d)     上升阶段无人机姿态变化;

e)     悬停阶段水平方向精度;

f)      悬停阶段水平方向最大误差;

g)     悬停阶段垂直方向精度;

h)     悬停阶段垂直方向最大误差;

2)     自旋一周

a)     自旋阶段Yaw值变化曲线,图表显示;

b)     自旋时间;

c)      自旋阶段水平方向精度;

d)     自旋阶段水平方向最大误差;

e)     自旋阶段垂直方向精度;

f)      自旋阶段垂直方向最大误差;

3)     水平八字

a)     水平八字Yaw值变化曲线,最终位置Yaw值与真实情况偏差;

b)     水平八字时间;

c)      水平八字水平方向轨迹曲线,监测水平方向坐标值变化,图表显示;

d)     水平八字垂直方向精度;

e)     水平八字垂直方向最大误差;

4)     降落

a)     降落时间;

b)     降落后水平偏差;

c)      下降阶段水平平均精度(坐标位置相对原点偏差);

d)     下降阶段水平最大误差;

e)     下降阶段无人机姿态变化,图表显示。



UTC农业植保无人机培训实操考试检验系统


一、实操考试内容:

1、飞行前准备

2、功能操作考核

3、俯仰油门联动考核

4、航线考核

5、三面悬停考核

6、起降考核

7、定期保养

8、故障排除

1)     实操考试场地规范

人员:考生、教员、考官站立区域;

A:起降区,长宽1m*1m

F:起降区,长宽1m*1m

A1,A2BCDE1E:考试节点;

A-A1-E1-E:三面悬停区,长宽5m*5m

考试区域:长20m,宽5m

人员站立区距AF5m

2)     功能操作考核

流程:教员给定飞行速度(1m/s3m/s5m/s),飞行高度(2m2.5m3m),作业方向向右,学员进入智能作业,初始点设在A点,终点设在B点,在E点之前,飞行器向左作业到A点,并切换到手动作业模式,将飞行器飞到D点,并使用智能记忆功能回到A点。

考核:飞行高度、飞行速度、左右方向切换、飞行坐标记忆。

3)     俯仰油门联动考核

飞行器GPS模式从A点飞行到达A2点,飞行高度上升到5m,然后拉回到B点,飞行高度下降到2m,航线呈斜线,飞行速度维持在2-3m/s

考核标准:航线呈斜线

4)     航线考核

飞行器以GPS模式飞行,高度2m,沿ABCDEA完成两圈飞行作业,然后沿AEDCBA完成两圈飞行作业,时间控制在120s以内

考核标准:速度稳定、航线笔直、高度稳定、航线与坐标重合度高

5)     三面悬停考核

姿态模式下,机头朝前、左、右,每个姿态保持5s,每个动作切换时间低于8s,飞行高度2-3m,所有动作在AA1E1E形成的5m*5m的悬停区域内完成。

6)     起降考核

A点起飞,降落到F点,再由F点起飞,降落到A点,来回降落4次,降落区域长宽1m*1m,飞行器降落时机尾对准飞手。

考核标准:脚架跨线,加5s

脚架一侧完全出界,加10s

两侧脚架完全出界,成绩无效

跌落、单边降落(脚架一侧落地,另一侧悬空,单边高度超过10cm)、滑降(接触到地面后滑动)、侧边降落,加5s

70s内完成,71s-90s80%),91s-120s60%),121s以上(33%)。

二、硬件系统方案

旋翼无人机AOPAUTC等培训机构实操考试的检验系统的关键在于如何获取无人机位置(XYZ)、姿态(PitchYawRoll),经对比研究评估,采用光学运动捕捉系统,通过已知位置的相机阵列,采集标记点(Marker)的图像信息,经过处理后计算出标记点(Marker)的位置信息,进一步计算出由多个Marker点构成的刚体的位置(XYZ)、姿态(PitchYawRoll)信息。

OptiTrack是一家专注与运动捕捉系统的公司,其所推出的高精度光学运动捕捉系统性能优良,最大可以搭建30m*30m的捕捉空间;采用850nm近红外光照明,能有效避免其他光源干扰;领先的3D重建、刚体解算精度,实时定位精度能有效控制在0.5mm,最高可达0.1mm;开源接口,支持实时数据传输。

Prime系列产品比较:

型号

分辨率

帧速

视场角

最远捕捉距离

Prime 41

2048×2048

180FPS

51°*51°

30m

Prime 17W

1664×1088

360FPS

70°*49°

15m

Prime 13

1280×1024

240FPS

56°*46°

12m

Prime 13W

1280×1024

240FPS

82°*50°

6m

**其中Prime41Prime17W支持户外阳光下使用


3.     软件功能

各个实操考试阶段软件需要输出的检测内容:

1)     功能操作考核

a)     飞行速度;

b)     平均飞行高度,高度平均误差,高度最大误差;

c)      飞行轨迹(俯视图),图表显示;

2)     俯仰油门联动考核

a)     飞行速度;

b)     飞行高度曲线(横坐标为横向位置);

3)     航线考核

a)     飞行速度;

b)     平均飞行高度,高度平均误差,高度最大误差;

c)      飞行轨迹(俯视图),图表显示;

d)     飞行时间;

4)     三面悬停考核

a)     姿态;

b)     平均飞行高度,高度平均误差,高度最大误差;

c)      飞行轨迹(俯视图),图表显示;

d)     飞行时间;

5)     起降考核

a)     起降阶段坐标变化,俯视图,图表显示,标识降落区域;

b)     飞行时间;

c)      降落阶段无人机姿态变化,最大姿态误差。