题目：无人机电力线安全巡检用光纤陀螺IMU设计与实验研究

    无人机电力线巡检是利用各种航空遥感载荷，通过飞行控制和检测技术完成对高压、特高压电力线路安全漏洞的巡检，实现电力线路的日常维护和应急处置。其中航空遥感载荷要求飞行器做理想匀速直线运动，但由于外界扰动的影响，飞行器实际运动将偏离理想运动，从而导致载荷成像质量退化、分辨率下降。因此，为实现载荷的高分辨率运动成像，必须依赖位置姿态测量系统（Position and Orientation System，POS）对遥感载荷进行运动误差补偿。而惯性测量单元（Inertial Measurement Unit, IMU）作为POS的核心部件，其精度和可靠性直接影响着POS应用性能。本论文针对无人机电力线巡检对轻小型高精度IMU的迫切需求，开展了轻小型高精度光纤陀螺IMU系统设计及研究。论文的主要工作如下：

1、介绍了无人机电力线巡检系统的组成结构，分析了运动误差对电力线巡检用遥感载荷激光扫描仪、光学相机的成像质量影响，给出光纤陀螺IMU辅助遥感载荷成像的测量精度指标，同时结合无人机巡检飞行平台的指标要求，给出设计光纤陀螺IMU的实际应用指标要求。

2、针对原有光纤陀螺IMU数据采集系统体积大、功能过度冗余以及原有光纤陀螺IMU内部温度采取模拟量方案导致电路复杂、参数稳定性差的问题，开展了光纤陀螺IMU的优化设计，给出应用于无人机电力线巡检的轻小型、高精度光纤陀螺IMU的总体设计方案，确定供电系统的设计方案和数据采集与处理硬件架构，同时给出通信接口的设计方案。

3、基于光纤陀螺IMU的设计方案，实现“总线”式多路数字温度采集以及小型化、通用化及标准化光纤陀螺IMU数据采集板。在此基础上，实现FPGA系统软件和温度采集软件。

4、针对无人机电力线巡检的实际应用环境，开展光纤陀螺IMU的性能测试实验和环境可靠性实验，同时开展多传感器集成车载实验和拷机测试，验证光纤陀螺IMU在集成系统中工作的可靠性，实现光纤陀螺IMU与遥感载荷运动时间同步。