1.一种水空两栖搜救支援无人飞行器系统，其特征在于，该系统包括：机械结构(1)，用于形成飞行器的主体，受硬件模块(2)控制，完成飞行或航行运动；包括机体(5)和旋翼(4)；机体主体(6)呈船形，采用EPP材料做支撑和固定，有自平衡能力；机体主体前端距离机头一定距离的上表面粘合一个EPP支柱(7)，其长度与接触面最窄处等宽，用于支撑支柱上表面中间部分粘合的一个固定支架(8)；机体主体末端的上表面两侧各粘合一个EPP支柱(9)；由一根转轴(10)水平穿过机体主体前端的固定支架(8)，在固定支架外侧一定距离处各有一个固定于转轴(10)的硅板片(11)；一根转轴(12)水平同时穿过机体主体末端的两个EPP支柱(9)；转轴(10)(12)的长度均长于机体主体(6)宽度，且两端各有一个用于安装驱动旋翼的电机的固定支架(13)；所述的旋翼(4)，共4个，其选取由两组电机(14)(15)间的轴距确定，其中机体(5)前端两个旋翼采用同轴转动结构，可以针对空中飞行和水中航行状态调整旋转；尾端为两个固定翼；所述的转轴为碳纤管，且沿机体中轴线对称，其中，机体前端的转轴由连接在机体上的舵机拉动拉杆控制，灵活地控制旋翼的旋转，机体尾端的转轴固定不动；

所述的固定支架(8)(13)，共5个，每个支架包括上下左右四块板材，其中左右方向为转轴(10)(12)的轴体方向，左右的板材为切割出的与转轴直径相同的圆柱槽，用来固定转轴的两端；机体前端中间的固定支架(8)为舵机(16)支架，其圆柱槽内放置微型轴承，轴承与圆柱槽胶合方式固定，下板材与机体前端的EPP板材的上表面粘合，上板材的上表面左右两端各连接一个舵机；其余4个固定支架(13)为电机支架，其上板材的上表面连接电机(14)(15)；

硬件模块(2)，用于提供飞行器动力，实现对角度、速度、距离的测量，以及定位、水文数据和图像的采集功能，将采集到的数据传递至控制模块(3)，并控制飞行器的机械结构(1)运动，调整实时运动状态；包括：

电机(14)(15)：安装在旋翼(4)下端，为旋翼(4)提供动力；

舵机(16)：包括舵机传动轴的拉杆，拉杆连接固定于转轴的硅板片(11)；

主控电路(17)：位于机体主体(6)内部，通过调节PWM的占空比并作用于外围电路模块(18)的无刷电调来调整四个电机(14)(15)的转速，以及处理外围电路模块(18)采集的数据，继而直接或通过外围电路模块(18)交由控制模块(3)控制，主控电路(17)的PCB采用了两面覆铜处理；

外围电路模块(18)：位于机体主体内部，通过通讯接口和主控电路(17)相连接，包括电源，十轴姿态解析模块，无线通信模块，超声波模块，GPS模块，蓝牙模块，PWM驱动控制模块，无刷电调，摄像头，机载传感器模块，各模块包括以下构造和功能：

1)电源：采用舵机(16)供电所需的大功率电源模块和主控芯片供电所需的线性稳压电源模块；

2)十轴姿态解析模块：集成了高精度的三轴陀螺仪、三轴加速度计、电子罗盘和气压计，其中，三轴陀螺仪用于短时间内测得准确静态俯仰角和横滚角，三轴加速度计用于长时间测量精确的角速度，将二者测得的数据通过卡尔曼数据融合算法获得精确的俯仰角和横滚角；电子罗盘和三轴陀螺仪进行数据融合可得到精确的航向角；气压计用来测量飞行器上升速度和上升高度；

3)无线通信模块：用于将数据传递至控制模块(3)，模块带有金属屏蔽壳，增加PA增益，支持远距离传输，支持多种功率配置；

4)超声波模块：可实现短距离的非接触测距功能，自带温度传感器对测距结果进行校正，同时具有含GPIO、串口在内的多种通信方式，内带看门狗；

5)GPS模块：可输出全球定位数据、运输定位数据、卫星状态信息、卫星PRN数据、地面速度信息和大地坐标信息；

6)蓝牙模块：调试时，可以点对点无线串口透传方式，接收中继调参电路板(19)的指令和数据；

7)PWM驱动控制模块：为主控电路内产生的PWM波的驱动电路；

8)无刷电调：用于控制电机(14)(15)完成规定的速度、动作；

9)摄影头：用于大面积搜索目标；

10)机载传感器：包括流速传感器和氧气浓度传感器，用于测量水文数据信息，为救援提供数据支撑；

中继调参电路板(19)：用于辅助飞行器控制模块(3)中主控程序模块(21)内飞行控制算法的PID参数在线整定，包括功能：

1)将遥控器(20)指令通过该电路板转发到飞行器主控电路，起到中继的作用；

2)用于PID参数的整定，可以将PID参数通过该调参电路板发送到飞行器主控电路；

遥控器(20)：可用于人为操控飞行器；

控制模块(3)，用于对硬件模块(2)采集的数据进行分析并向硬件模块(2)发送参数指令，当发现遇险目标时，以警报方式提醒搜救人员到达现场提供帮助；包括内置于硬件模块(2)的子模块和PC端的子模块；用于将经由主控电路(17)和外围电路模块(18)的无线通信模块传输至PC端的硬件模块(2)中摄像头采集的目标信息和机载传感器测量的水文数据进行分析，并提供警报和搜救帮助，包括以下子模块：主控程序模块(21)：内置于主控电路(17)，包括飞行器飞行姿态控制算法、飞行器定位定点算法、飞行器水面航行控制算法和飞行器航迹规划算法，其中，飞行姿态控制算法和飞行器定位定点算法使用串级控制；飞行姿态控制的串级控制，其内环是角速度环，外环是角度环，外环的输出值作为内环的给定值；飞行器水面航行控制算法采用模糊自整定PID算法；

所述的飞行器飞行姿态控制算法是将经典PID算法积分部分和微分部分加以改进，包括改进后的积分分离算法和改进后的微分先行算法：(1)改进后的积分分离算法如下公式所示：其中，u(k)为控制器输出，e(k)为偏差，e0为设定的偏差阈值，Kc为控制系数；为了避免偏差较大时积分作用引起系统的不稳定，设定一个偏差阈值，积分环节在小范围内起作用，当偏差较大时，取消积分作用；

(2)改进后的微分先行算法：对于给定频繁变动的场合，只对输出进行微分；

中继调参电路程序模块(22)：内置于中继调参电路板(19)，调试时，给硬件模块(2)发送参数指令和转接遥控器(20)指令；

基于labview可视化编程的串口示波器(23)：位于PC端，调试时，观察飞行器的静态特性和动态特性；

图像识别模块(24)：位于PC端，用于识别回传的图像中是否存在水上遇险目标，继而判断是否需调用警报模块(25)；包括以下步骤：S1：从摄像头采集回的视频中提取一帧图像，并将图像转换到HSV颜色空间，转换公式为：

其中，色调角度h的定义域为[0,360°]，饱和度s的定义域为[0,1]，灰度值v的定义域为[0,1]；

S2：对转换到颜色空间的图像进行直方图均衡化和阈值化处理；对于离散值其中，ri是第i个灰度级；ni是图像中灰度级为ri的像素个数；n是图像中总的像素个数；

变换函数的离散形式：

其中，si是直方图均衡化，将输入图像中灰度级为ri的像素映射到输出图像中灰度级为si的对应像素得到；

S3：画出目标的轮廓，接着用最小包络矩形将这些连通的区域包络；

S4：判断最大矩形是否达到了检测阈值，未达到进入步骤S1，达到了进入步骤S5；

S5：调用声卡发出警报；

警报模块(25)：位于PC端，受图像识别模块(24)调用，运行时调用PC端声卡发出警报声，提醒搜救人员到达现场提供帮助。

2.根据权利要求1所述的一种水空两栖搜救支援无人飞行器系统，其特征在于：所述的碳纤管为轻质碳纤管，由两个轻微的转轴支撑，利用双舵机卡住舵机齿轮间的上虚位和下虚位实现倾转。

3.根据权利要求1所述的一种水空两栖搜救支援无人飞行器系统，其特征在于：所述的飞行器水面航行控制算法采用模糊自整定PID算法，使用模糊推理系统FIS来推理出PID参数的修改量，对系统进行控制，包括以下步骤：(1)设计出模糊推理系统FIS，输入为偏差E和偏差的变化率EC，输出为PID的三个参数P、I、D分别对应的修改量ΔKp、ΔKi、ΔKd；

(2)选择输入输出量的隶属的函数，将输入量根据所选隶属的函数进行模糊化处理得到输入量的模糊语言子集；

(3)根据运动学控制的49条模糊语言规则推理出ΔKp、ΔKi、ΔKd的模糊语言子集，公式如下：

If E＝NB AND EC＝NB Then ΔKp＝PB,ΔKi＝NB，ΔKd＝PS；

其中，PB是正大，PS是正小，NB是负大，正负表示偏差方向，大中小表示模糊、不确定程度；

(4)选择解模糊化方法解模糊化到实际的ΔKp、ΔKi、ΔKd，完成模糊推理系统FIS。