消防用多旋翼无人机系统技术标准

消防⽤多旋翼⽆⼈机系统技术标准

UAV 中国⽆⼈机产业联盟标准

消防⽤多旋翼⽆⼈机系统

技术要求

2015-10-31发布———————————————————————————————————

中国⽆⼈机产业联盟发布

前⾔

本标准的全部技术内容为⾏业内认可标准。

本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。

本标准由中国⽆⼈机产业联盟提出。

本标准主要起草单位：国鹰航空科技有限公司、中国电⼦科技⼤学、南京航空航天⼤学、西北⼯业⼤学、海鹰航空通⽤装备有

限责任公司、华南理⼯⼤学、哈尔滨⼯程⼤学、深圳⼀电科技有限公司、深圳市科⽐特航空科技有限公司、⼴州长天航空

（Space Arrow）科技有限公司、深圳九星智能航空科技有限公司、深圳九星天利科技有限公司、深圳科卫泰实业发展有限公

司、中国⼈民解放军总参谋部第六⼗研究所、深圳洲际通航科技有限公司、深圳市彩虹鹰⽆⼈机研究

院有限公司、深圳市创翼睿翔天空科技有限公司、保千⾥视像科技集团股份有限公司、深圳华越⽆⼈机技术有限公司、深圳⾼

科新农技术有限公司、深圳市艾特航空科技有限公司、深圳市盛⽲⽆⼈飞机科技有限公司、深圳警圣电⼦科技有限公司、深圳

市森讯达电⼦有限公司、深圳⾦狮安防⽆⼈机有限公司、⼴东泰⼀⾼新技术发展有限公司、南京交研科技实业有限公司、合肥

佳讯科技有限公司、安徽泽众安全科技有限公司、深圳市万华信息科技有限公司、天仞航空科技有限公司、承德鹰眼电⼦科技

有限公司。

本标准主要起草⼈：陶军⽣、胡志昂、宋鸿、杨⾦才、孙志坚、饶军、邵振海、吕明云、李春波、肖⽂建、刘伟、杨⾦铭、庞

伟。

本标准与2015年10⽉31⽇发布。

⽬次

1 范围 (4)

2 规范性引⽤⽂件 (4)

3 术语 (4)

4 系统构成 (5)

5 技术要求 (5)

5.1 功能要求 (5)

5.2 性能要求 (6)

6 信息传输 (7)

6.1 通⽤要求 (7)

6.2 视频流传输 (7)

7 环境适应性 (7)

7.1 ⽓候环境适应性 (7)

7.2 机械环境适应性 (8)

8 安全性 (9)

8.1 绝缘电阻 (9)

8.2 抗电强度 (9)

8.3 泄漏电流 (9)

8.4 防过热 (10)

9 电磁兼容 (10)

9.1 电磁⼲扰 (10)

9.2 电磁辐射防护 (11)

10 质量保证规定 (11)

10.1 检验与测试 (11)

10.2 原材料质量 (11)

11 产品信息要求 (11)

11.1 产品标志 (11)

11.2 产品清单 (11)

11.3 产品说明书 (11)

消防⽤多旋翼⽆⼈机系统技术要求

1范围

本标准规定了消防⽤多旋翼⽆⼈机系统的术语和定义、功能要求、性能要求，环境适应性、安全性、电磁兼容，是设计、制造

和检验消防⽤多旋翼⽆⼈机系统的基本依据。

本标准适⽤于消防⽤多旋翼⽆⼈机系统的设计、制造、运输、贮存、使⽤等过程。

2规范性引⽤⽂件

下列⽂件对于本⽂件的应⽤是必不可少的。凡是注⽇期的引⽤⽂件，仅所注⽇期的版本适⽤于本⽂件。凡是不注⽇期的引⽤⽂

件，其最新版本（包括所有的修改单）适⽤于本⽂件。

GB 4208-2008 外壳防护等级(IP代码)

GB 16796-2009 安全防范报警设备安全要求和试验⽅法

GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T 17626.3-2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T 17626.4-2008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T 17626.6-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验

GB/T 17626.11-2008 电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

3术语

下列术语和定义适⽤于本标准。

3.1⽆⼈机Unmanned Aerial Vehicle

由动⼒驱动、机上⽆⼈驾驶的航空飞⾏器的简称。它通常由机体、动⼒装置、航空电⼦电⽓设备、任务载荷设备等组成。

3.2多旋翼⽆⼈机Multiple-rotor Unmanned Aerial Vehicle

具有三个及三个以上的旋转翼，能垂直起降、⾃由悬停的飞⾏器。

3.3地⾯监控系统 Ground Control Station

⽤于实现任务规划、链路控制、飞⾏控制、载荷控制、参数显⽰，图像显⽰和载荷信息显⽰、以及记录等功能的设备。

3.4任务设备Task Device

安装在飞⾏平台上⽤于实施信息收集、喊话、抛投救⽣器材、照明等特定任务的装置。

4系统构成

消防多旋翼⽆⼈机系统（以下简称系统）由飞⾏平台、地⾯监控系统、电源供应系统、任务设备等构成。飞⾏平台由机架、飞

⾏导航与控制系统（以下简称飞控系统）、数据传输系统等构成。

5技术要求

5.1功能要求

5.1.1飞⾏平台

5.1.1.1控制

消防⼈员在灾害现场应能通过有线或⽆线对飞⾏平台进⾏可靠控制。飞⾏平台应能响应地⾯监控系统的遥控指令，并实现数据

的⾃动回传。

5.1.1.2飞⾏

应能控制飞⾏姿态、飞⾏⾼度、飞⾏速度；并能搭载任务设备并执⾏飞⾏任务。

5.1.1.3⾃检

应具有对⾃⾝⼯作是否正常的检查能⼒，并能显⽰其状态情况。

5.1.1.4故障保护

在飞⾏平台遇到突发故障时，应能通过双冗余供电或打开降落伞延缓下降速度，避免或减⼩对地⽽⽬标的冲击和伤害，减⼩飞

⾏平台和机载设备的损伤。

5.1.2地⾯监控系统

地⾯监控系统的主要功能要求如下：

a)能显⽰飞⾏平台的GPS导航定位、⽓压⾼度等信息；

b)可接收、存储、显⽰、回放飞⾏平台的⾼度、空速、地速、⽅位、航向、航迹、飞

⾏姿态等飞⾏数据；

c)能显⽰任务设备⼯作状态、机载电源电压等数值；

d)能实时显⽰任务设备返回的数据信息。

5.1.3电源供应系统

电源供应系统应能为飞⾏平台提供持续电⼒⽀持。

5.1.4任务设备

5.1.4.1信息采集

应能实时采集灾害现场的各类信息，并能向后⽅控制台实时传输。

5.1.4.1.1⽓体探测

在灾害现场应能探测有毒、有害、易燃、易爆⽓体种类、浓度和变化趋势。

5.1.4.1.2视频信息

应能根据要求采集相应区域的视频信息。

5.1.4.2扩⾳

应能将⾳频信息进⾏放⼤，⾳⾊清晰、声⾳洪亮。

5.1.4.3智能抛投

以压缩⽓体为动⼒，能远距离准确抛投绳索、救⽣设备、消防设施等。

5.1.4.4照明

为需要进⾏消防作业的区域提供⼀定照度照明。

5.2性能要求

5.2.1飞⾏平台

飞⾏平台的主要性能要求如下：

a)最⼤任务载荷：1000g；

b)爬升速率：1m/s；

c)巡航速度：5m/s；

d)抗风能⼒：6级；

e)外壳的防护等级应符合GB4208中IP54的规定，外壳应有⾜够的机械强度和刚度；

f)飞⾏姿态平稳度的俯仰⾓平稳度、倾斜⾓平稳度误差±3.5°、偏航⾓平稳度误差±3°；

g)航迹控制精度：偏航距应⼩于±1.5m、航⾼差应⼩于±0.5m；

h)正常使⽤下，系统平均⽆故障⼯作时间应⼤于200h。

5.2.2地⾯监控系统

地⾯监控系统的主要性能要求如下：

a)地⾯监控系统应满⾜⼀定的防⽔、防尘性能要求，能在户外较恶劣环境中正常⼯作；

b)地⾯监控系统连续⼯作时间⼤于5h。

5.2.3电源供应系统

电源供应系统应能保证飞⾏平台及任务设备最⼩⼯作时间⼤于20min。

5.2.4任务设备

5.2.4.1信息采集

视频信息性能要求如下：

a)监视和回放图像质量峰值信噪⽐（PSNR）不应低于 45dB；

b)在正常⼯作条件下，图像（⽚）⽔平清晰度⼤于等于 800 线。

c)图像（⽚）画⾯的灰度不应低于 8 级；

d)重要部位的图像帧率应不⼩于 25 帧/秒。

5.2.4.2扩⾳

扩⾳设备的性能要求如下：

a)最⼤功率：⼤于或等于10W；

b)频率响应：300Hz-20kHz。

5.2.4.3抛投

抛投设备的性能要求如下：

a)抛投距离：0～10m；

b)抛射偏差⾓：≤5°。

5.2.4.4照明

照明装置在50m处照度应不⼩于5lx。

6信息传输

6.1通⽤要求

数据传输系统主要性能指标要求如下：

a)数据传输距离不应⼩于100m；

b)传输速率应不低于2400bit/s；

c)设备应最少⽀持TCP/IP，UDP/IP，HTTP，SMTP，DHCP，DNS，NTP，SNTP，

RS232/RS485等协议之⼀。

d)飞⾏平台与地⾯监控站间具有两种或两种以上的多通道冗余通信⽅式。

6.2视频流传输

设备宜⽀持基于RTP/RTSP协议的视频流传输。视频编码应⽀持SVAC，H.264或MPEG-4视频编码标准，最少⽀持

CIF(352×288)和4CIF(704×576)两种分辨率。

7环境适应性

7.1⽓候环境适应性

系统按表1规定进⾏⽓候环境适应性试验，试验过程中不应发⽣状态改变，试验后设备应能正常⼯作。淋⾬试验中，系统应能

正常飞⾏。

表1使⽤环境对应的⽓候环境条件

项⽬额定值试验时间状态

⾼温⼯作（50±2）℃ 2h

⼯作状态

贮存（60±2）℃ 48h

⾮⼯作状态

低温⼯作（-40±2）℃ 2h

⼯作状态

贮存（-40±2）℃ 4h

⾮⼯作状态

湿热在低温⾼湿（温度30℃，湿度95%）和⾼温⾼湿（温

度60℃，湿度95%）间在24h循环⽅式：

低温⾼湿2h升到⾼温⾼湿-⾼温⾼湿保持6h-⾼温⾼

湿8h降⾄低温⾼湿-低温⾼湿保持8h

5个循环⼯作状态

恒定极值温度

冲击最低温度（-10±2）℃暴露时间：24h

转换时间：1min

循环次数：3次

⼯作状态最⾼温度（30±2）℃

7.2机械环境适应性

7.2.1振动

试验时试件应通电⼯作。若不能通电，则试前试后均应做满功率功能检查，包括机械功能和电⽓功能检查，各项性能均应达到

设计⽂件规定的技术指标。

振动功率谱形和加速度谱均⽅根值见图1。

图1 随机振动验收试验条件

⽅向：X，Y，Z三向；

时间：对三轴进⾏振动，每轴振动5min。

安装要求：试件⼀律与振动台⾯刚性连接。

7.2.2冲击

系统的冲击能⼒需在规范中明确，冲击能⼒需按表2对应频率、量级、冲击⽅向和冲击次数等要求。

经冲击实验后，设备内部线路、电路板和接⼝等接插件不应有脱落、松动或接触不良现象。试验后应能正常⼯作，存储的数据

不应丢失。

表2 冲击试验条件

试验参数试验条件

冲击波形半正弦

峰值加速度 300m/s2

脉冲持续时间 18ms 轴向数 3 每个轴向上的脉冲次数 3

7.2.3包装跌落

包装跌落按表3的试验要求进⾏，包装跌落要求按表4进⾏。跌落实验后各项性能均应达

到设计⽂件规定的技术指标。

表3 跌落试验条件

试验参数试验条件

跌落⾼度 500mm

跌落⽅向任意四个⾯

每个⽅向跌落的次数 1 地⾯ 3

表4 推荐的跌落⾼度

包装所重（kg）类型跌落⾼度（cm）最⼤试件速度变化量（cm/s）

0～9.1 ⼈⼯装卸 76 772

9.2～18.2 ⼈⼯装卸 66 769

18.3～27.2 ⼈⼯装卸 61 691

27.4～36.3 ⼈⼯装卸 46 600

36.4～45.4 ⼈⼯装卸 38 546

45.5～68.1 机械装卸 31 488

68.2～113.5 机械装卸 26 447

≥113.6 机械装卸 20 399

8安全性

8.1绝缘电阻

应符合GB 16796-2009 5.4.4条的要求。

8.2抗电强度

应符合GB 16796-2009 5.4.3条的要求。

8.3泄漏电流

应符合GB 16796-2009 5.4.6条的要求。

8.4防过热

应符合GB 16796-2009 5.6条的要求。

9电磁兼容

9.1电磁⼲扰

9.1.1静电放电抗扰度

静电放电抗扰度限值应符合GB/T 17626.2-2006中试验等级3的规定。试验期间，被测样品不应损坏、故障或发⽣状态改变，

但允许指⽰灯闪烁，试验后系统应能正常⼯作。

9.1.2射频电磁场辐射抗扰度

射频电磁场辐射抗扰度限值应符合GB/T 17626.3-2006中试验等级3的规定。

试验后设备性能不应发⽣永久性的损伤或降低，系统应能正常⼯作。

9.1.3射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

射频场感应的传导骚扰抗扰度限制应符合GB 17626.6-2008中的要求。

试验后设备性能不应发⽣永久性的损伤或降低，系统应能正常⼯作。

9.1.4电快速瞬变脉冲群抗扰度

设备各端⼝的电快速瞬变脉冲群抗扰度限值应符合GB/T 17626.4-2008中试验等级3的规定。

试验期间，被测样品不应损坏、故障或发⽣状态改变，但允许指⽰灯闪烁，试验后设备应能正常⼯作。

9.1.5浪涌(冲击)抗扰度

浪涌(冲击)抗扰度限值应符合GB/T 17626.5-2008中的规定，试验等级：交流电源线3级；直流、信号、控制及其他输⼊线2

级。

试验期问，被测样品不应损坏、故障或发⽣状态改变，但允许指⽰灯闪烁，试验后设备应能正常⼯作。

9.1.6电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度

本要求仅适⽤于交流电源端⼝。

电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度限值应符合GB/T 17626.11-2008中的规定，严酷等级：

40%UT10个周期的电压暂降；0%UT10个周期的短暂中断⼲扰。

试验期问，被测样品不应损坏、故障或发⽣状态改变，但允许指⽰灯闪烁，试验后设备应能正常⼯作。

9.2电磁辐射防护

具有⽆线发射功能的设备电磁辐射功率应符合国家和⾏业有关法规与技术标准的要求。

不具有⽆线发射功能的分析设备，其对外电磁辐射功率应符合国家和⾏业有关法规和技术标准的要求。

10质量保证规定

10.1检验与测试

飞⾏平台、地⾯监控站等关键设备，应有国家认定的检验或检测机构出具的检验或检测报告，报告中的精度和指标数据须达到

产品的标称数据值。

10.2原材料质量

系统选⽤的设备、器材等原材料应为合格产品，其性能指标应符合相关的国家标准。11产品信息要求

11.1产品标志

设备上应有产品标志，包括：

a)⽣产⼚商名称或商标；

b)产品名称和型号；

c)出⼚编号和⽣产⼝期。

11.2产品清单

应提供产品清单，内容包括：

a)产品名称和规格型号；

b)产品的编号；

c)产品的数量。

11.3产品说明书

应提供设备使⽤说明书或⽤户⼿册，内容包括；

a)设备的组成、功能、性能指标介绍；

b)设备使⽤、维护与保养⽅法；

c)设备故障诊断和处理办法。