【摘 要】
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近年来,由于我国社会发展的需求,涉及受限空间作业的化工、卫生、工贸等行业不断增加,受限空间事故频发。受限空间中环境复杂,大都存在有毒有害气体或缺氧状况,危险系数极高。一旦发生受限空间事故,救援工作开展困难,稍有不慎就会造成救援人员的伤亡。随着科学技术的不断发展,无人机在人们生活中的应用越来越广泛,并且在各种事故发生后的配合救援中表现突出。鉴于无人机在这方面的发展趋势,论文在研究大量受限空间事故案例
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近年来,由于我国社会发展的需求,涉及受限空间作业的化工、卫生、工贸等行业不断增加,受限空间事故频发。受限空间中环境复杂,大都存在有毒有害气体或缺氧状况,危险系数极高。一旦发生受限空间事故,救援工作开展困难,稍有不慎就会造成救援人员的伤亡。随着科学技术的不断发展,无人机在人们生活中的应用越来越广泛,并且在各种事故发生后的配合救援中表现突出。鉴于无人机在这方面的发展趋势,论文在研究大量受限空间事故案例的基础上,打破固有思维,提出利用无人机进行救援前的探测工作。本文通过分析受限空间的探测需求,确定了实际救援中需要探测的多项指标,设计完成了受限空间事故探测无人机和监测平台。本无人机可以执行空中侦察,进行有毒有害气体和温湿度的检测、无线传输等任务。为了避免无人机在受限空间内因超视距飞行而发生无人机事故,额外开发了一套无人机姿态可视化系统,提高消防应急救援手段与水平。具体工作如下:（1）针对受限空间的特点,对无人机的各个组成部分进行了研究与选型,搭建出了合理的无人机平台。（2）完成了基于电化学原理和LMP91000的O2、CO和H2S的气体检测系统和基于SHT30的温湿度检测模块硬件设计与软件编程。分析对比各种无线传输技术,选择了数据传输通信频段,完成了无线传输系统设计。（3）完成了基于MPU6050和HMC5883L的姿态可视化系统的硬件设计与软件编程。论述了姿态角的描述方法和融合磁力计的四元数姿态角的解算算法。（4）设计出基于Lab VIEW的上位机平台,使其能够及时显示环境信息和无人机的三维姿态,保证了系统具有良好的交互界面。（5）对气体检测系统进行标定。根据设计目标,对各个系统的主要指标进行了实验验证与误差分析。对无人机的管理提出合理的建议,保证无人机在探测时发挥应有的作用。
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