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無人機涉及的技術領域及其發展展望

時間:2020-06-28 來源:科技風 本文字數:2186字
作者:王超 單位:江西水利職業學院

  摘    要: 隨著科學技術的發展,有效的推動了現代無人機技術的發展,并且在越來越多的領域中得到廣泛應用。近些年來,無人機的發展勢頭有增無減,且應用領域不斷拓展,因此對其各項技術指標提出了較高的要求。本文將會對現代無人機技術研究現狀進行分析,重點探究無人機涉及的技術領域及其未來的發展趨勢,以期更好的推動現代無人機技術的發展。

  關鍵詞: 現代無人機技術; 現狀; 發展趨勢;

  在現代和未來發展中,信息技術發揮著決定性的作用,無人機不僅可以為相關決策提供全面、準確的信息,而且還可以有效推動各行各業的發展。如今,隨著高新技術的發展,有效的拓寬了無人機的應用范圍,而且相關性能得到有效提升,為推動不同行業、不同領域的發展奠定了良好的基礎。

  1、 現代無人機技術研究現狀

  無人機最早出現在軍事領域,英國于1914年就對無人機進行了研究,主要是無人靶機,側重于軍事訓練。1917年美國研發并成功試飛第一架無人機,隨后推動了無人機的快速發展,而且在對朝鮮戰爭和越南戰爭中負責偵查等軍事活動。20世紀50年代無人機開始在我國獲得發展,主要用于加強我國的科學研究及國防建設,如航空攝影、軍事偵察等。如今,隨著計算機技術、無線電技術及控制技術等的發展,進一步推動了無人機的發展速度,其不僅在空中偵察、電子對抗、定位目標、監視戰場、戰況評價、散發傳單和營救飛行員等軍事領域得到廣泛應用,而且在攝影測量、大地測繪、警用安防、資源探測、環保監視等民用領域也得到廣泛應用,并取得了比較不錯的應用效果。

  2、 無人機涉及的技術領域

  2.1、 控制技術

  2.1.1、 導航技術

  不管是在民用還是軍用領域,無人機都需要準確地知道自己“去哪兒”、“在哪兒”,為了滿足上述要求,就需要無人機具備高效的算法和精密的硬件,以期更好的開展導航工作。
 

無人機涉及的技術領域及其發展展望
 

  2.1.2 、測速技術

  如今,世界各國比較公認的精確測速方案是將“超聲波”、“視覺(光流)”和“慣導”等有效的結合在一起,AR.Drone是多旋翼飛行器,并且是最早采用該項技術的無人機,其能夠有效提高無人機的可操控性。

  2.1.3 、定位技術

  (1)GPS載波相位定位。如今,Swift Navigation公司所研發的Piksi和日本東京海洋大學所研發的RTKLIB開源項目都引用了GPS載波相位定位技術。(2)多信息源定位。最近英國軍方BAE研發了NAVSOP的定位技術,其主要是借助收音機、TV、Wi-Fi等信息完成定位工作,有效彌補了GPS中存在的缺陷和不足。

  2.1.4 、避障技術

  在無人機飛行過程中,為了能夠對飛行路徑上的障礙物進行有效識別,并可以準確懸停或繞飛,就需要引入避障技術。在無人機智能化發展過程中,常用的無人機避障技術有:(1)昊翔Typhoon H:Realsense(單目+結構光)一般需要借助“主動立體成像原理”來對人眼的視差進行模仿,然后通過射出一束紅外光,并依靠右紅外傳感器和左紅外傳感器來對這束光的位置進行追蹤,最后借助三角定位原理來對3D圖像中的“深度”信息進行計算;(2)零度Xplorer 2:激光雷達TOF(Time of flight)測距一般是借助飛行時間法3D成像,其需要對目標連續發送光脈沖,并借助傳感器來接收從物體反射回來的光,該過程可以通過對光脈沖的飛行往返時間進行探測來計算目標距離。

  2.2、 通訊技術

  2.2.1 、4G/5G通訊技術

  北京無人機聯盟與4G聯盟組織在2013年6月17日聯合舉辦了無人機聯盟與4G聯盟交流研討會,這樣不僅可以強化北京無人機聯盟和4G聯盟之間的技術交流與溝通,而且還深度挖掘了4G設備儀器與無人機機載載荷的聚焦點,以期更好的推動北京IT產業的發展。中國移動在2015年研發了4G“超級空戰隊”設備,其能夠實現航拍影像即拍即傳。

  與現在LTE網絡標準進行對比可以發現,5G速度提升了將近250倍,并有效推動了無線通訊行業的發展。如今,5G技術開始在智能手機、醫療設備、汽車、無人機或其他設備等越來越多的領域中得到廣泛應用。

  2.2.2、 Wifi通訊技術

  德國卡爾斯魯厄理工學院在2013年研發了新型無線廣域網技術,其使以往最快的Wi Fi速度紀錄被打破,并讓1公里范圍內的用戶下載速度達到40GB/s。與普通Wi Fi路由器相比,新型無線廣域網技術的傳輸距離更遠,范圍更廣,因此在光纖布放不方便的農村、無人機航拍的圖片上傳等領域得到廣泛應用。

  3 、現代無人機技術發展趨勢

  3.1、 小型化、智能化、數字化

  如今,隨著智能技術、微電子產業和納米技術的發展,未來無人機將會朝著體積更加小巧的方向發展,并具備隱身、自動敵我識別、人工智能控制等功能。

  3.2、 監控實時化、全天候、高分辨率

  借助光電、雷達等技術,無人機機載設備能夠實現監控信息的實時傳送,并有效提高其靈敏度和分辨率。

  3.3 、設計模塊化、集成化

  現代無人機技術集飛行器、通信系統、各種傳感器、指揮和控制系統為一體。如果對其進行模塊化設計后,可以根據不同任務要求來進行隨意組裝,不僅可以滿足即裝即用和一機多用等要求,而且還可以達到攜帶方便、使用靈活的目的。

  綜上所述,隨著科學技術和市場經濟的發展,無人機具有非常廣闊的發展前景,而且在影視拍攝、航空測繪、電力巡視、農業植保、緊急救援、災害觀測、物流運輸等領域得到了廣泛的應用,并取得了比較理想的應用效果,為無人機日后的發展奠定了良好的基礎。

  參考文獻

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  [2] 田志偉,薛新宇,李林.植保無人機施藥技術研究現狀與展望[J].中國農機化學報,2019,11(1):116-117.
  [3] 郭書宇.輕小型無人機航攝技術現狀及發展趨勢[J].數碼設計(下),2018,4(11):167-168.

  原文出處:王超.現代無人機技術研究現狀和發展趨勢研究[J].科技風,2020(17):12.
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