随着无人机应用的日益广泛和空中作业的日渐频繁,无人机消费者对无人机本身和机载设备的安全提出了更高的需求。但是由于无人机相关设备可能存在还未发现的安全隐患、实际任务执行过程中不可预见的自然环境影响以及无人机操作手误操作等原因,使得无人机坠机和机载设备损毁存在一定的可能性;同时,当无人机坠落后,由于受作业区域的地理环境因素影响,无人机的搜索定位查找变得愈发困难。因此,一种可实现无人机坠落避损和落点定位功能的独立安全保障系统成为无人机应用领域的迫切需要。鉴于无人机在实际飞行中存在的实际需求,本文通过对该领域相关技术的深入研究分析后,提出了“应急伞降+落点定位”的技术解决方案,并运用嵌入式技术和Android开发技术设计实现了该套系统,以期为无人机的安全飞行作业保驾护航。本系统硬件分为三部分,分别是机载单元、远控网关和手机客户端。其中,机载单元主要完成无人机飞行状态的自主判断,无人机相关数据的发送以及接收地面遥控开/关伞舱命令等功能;远控网关主要完成和手机客户端组网、无人机相关数据的接收转发以及通过手动开关实现远程遥控开/关伞舱等功能;手机客户端主要实现无人机的实时定位功能。本系统软件主要包括:“自由落体判断”算法、“翻转角度判断”算法、“飞行高度判断”算法。其中,“自由落体判断”算法是当无人机进入自由落体运动状态后,可通过该算法判定无人机己处于失控状态;“翻转角度判断”算法是当无人机机身倾斜超过一定角度后,可通过该算法判定无人机己处于失控状态;“飞行高度判断”算法包括“开伞高度”算法和“飞行高度变化率”算法,其中,“开伞高度”算法用于设置无人机的合理开伞高度使无人机的最终降落范围有效缩小,“飞行高度变化率”算法用于排除水平外力(如风力等)对无人机的影响,使无人机的失控判断更加准确。本系统具备一定的数据自处理能力,并具有实时性好、容错性能强等特点。系统不仅能独立于无人机飞控系统稳定运行,而且还能够实现无人机飞行姿态数据的实时采集,为无人机失控状态的自主判断提供可靠数据保证;同时,通过实时获取无人机的定位数据可实现无人机飞行轨迹的绘制和落点的定位,为伞降无人机的搜索寻找提供方便。