当前智能技术日新月异,关于无人机的应用研究不断深入。多旋翼无人机自上世纪问世以来,就一直得到民众、学者的广泛关注,围绕旋翼无人机进行的技术探索也从未止步,从飞行控制技术研究到旋翼飞行动力学研究,再到无人机SLAM(即时定位与地图构建)技术、无人机红外探测技术等等,众多技术以应用为导向开展,但仍鲜见其推广于实际的行业工程应用中。无人机应用发展给人们生活带来极大便利,可以探视、巡查人们力所不及的环境区域。且当前无人机应用仍主要以娱乐消费级应用为主,无人机作为飞行机器人的潜能未被充分发掘,因此大力推动发展无人机应用技术研究具有很大意义,其中巡线作业作为无人机的关键应用也十分值得关注。本课题主要围绕无人机巡线系统方案进行分析、设计并实现,本文主要介绍基于该系统巡线作业的四个关键流程:差分GPS导航路径生成、数据中转传输、精准引导降落、电池续航管理。GPS巡线路径加载过程将指定路径规划点加载至机载微控制器,并与飞控、导航模块交互,完成GPS协议解码、地理坐标转换,执行目标GPS点的巡航;采集图像数据信息经过云台视频输出至Manifold妙算模块,导出H.264视频编码经过4G图像模块实现视频远程传输;根据地面图像进行引导降落过程在前期背景差与HOUGH变换技术方案上进行改善,使用GPS粗定位与图像特征匹配、超声定高的方法进一步提升稳定降落水平;在电池续航管理流程中,设计运动执行机构完成对降落在地面起降站的无人机进行电池更换、续航操作,方案改进前期S7-200 SMART输出脉冲控制步进电机技术方式,设计使用嵌入式工控机与多轴运动控制板卡搭配伺服电机完成快速、稳定的动作执行,提高系统可靠运行能力。同时,无人机端系统中机载微控制器开发板作为数据集成控制模块,连接通讯各机载模块,与飞控导航控制模块的N1开源飞控进行交互通信,下达飞行控制指令并反馈飞行姿态、状态数据,引入使用无线载频数传通信与移动4G通信相结合的中继通讯网络。研究实现无人机巡线的相关算法,改进基础二维蚁群算法,结合无人机性能特点及应用需求设置启发函数与评价函数,通过三维建模仿真加以验证;系统中引入网络监控技术,基于B/S架构设计浏览器Browser监控系统,采用WAMP平台进行开发,应用AJAX技术实时刷新界面数据,调用API函数完成界面地图加载标注。