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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具你知道無人機(jī)的五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)嗎？
1907年，Breguet–Richet兄弟制造了世界上第一架四旋翼飛行器“旋翼機(jī)1號(hào)”。無人機(jī)從之前的軍用，到現(xiàn)在已經(jīng)開始慢慢運(yùn)用到民用中，基本原理沒有發(fā)生根本的變化。
目前，無人機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，前有大疆制高點(diǎn)碾壓后有價(jià)格殺手小米虎視眈眈，無人機(jī)這塊蛋糕被分得越來越小，無人機(jī)行業(yè)藍(lán)海變紅海，在這片紅海里拼殺的利器是技術(shù)！
飛越山西畫面/圖 來源網(wǎng)絡(luò)
2014年年底，在第二屆英國(guó)倫敦華語(yǔ)電影節(jié)上，《飛越山西》獲得最佳航拍紀(jì)錄片特別獎(jiǎng)和最佳航拍攝影獎(jiǎng)兩項(xiàng)大獎(jiǎng)。該片拍攝時(shí)規(guī)劃并執(zhí)行無人機(jī)拍攝點(diǎn)近300個(gè)，許多近景由無人機(jī)拍攝完成，產(chǎn)生了意想不到的絕佳效果。
隨著民用無人機(jī)的快速發(fā)展，廣告、影視、婚禮視頻記錄等正越來越多地出現(xiàn)無人機(jī)的身影。紀(jì)錄片《飛越山西》超過三分之二的鏡頭由航拍完成，許多鏡頭由無人機(jī)拍攝。
無人機(jī)巡視具有不受高度限制、巡視靈活、拍照方便和角度全面的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于大跨越高塔的巡視，彌補(bǔ)了人工巡視的不足。
新聞報(bào)道
美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)絡(luò)（CNN）已經(jīng)獲得由美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）頒發(fā)的牌照，將測(cè)試配備攝像頭、用于新聞報(bào)道的無人機(jī)。
經(jīng)過改良的無人機(jī)還能夠被應(yīng)用于反偷獵巡邏。英國(guó)自然保護(hù)慈善基金——皇家鳥類保護(hù)協(xié)會(huì)也將越來越多的無人機(jī)應(yīng)用于鳥類和自然棲息地的保護(hù)工作。
環(huán)保部組織10個(gè)督查組在京津冀及周邊地區(qū)開展大氣污染防治專項(xiàng)執(zhí)法督查，安排無人機(jī)對(duì)重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行飛行檢查。
無人機(jī)已經(jīng)越來越頻繁地被用于大氣污染執(zhí)法。從2013年11月起，環(huán)保部門開始使用無人機(jī)航拍，對(duì)鋼鐵、焦化、電力等重點(diǎn)企業(yè)排污、脫硫設(shè)施運(yùn)行等情況進(jìn)行直接檢查。
快遞送貨
2015年2月6日，阿里巴巴在北京、上海、廣州三地展開為期3天的無人機(jī)送貨服務(wù)測(cè)試，使用無人機(jī)將盒裝姜茶快遞給客戶。這些無人機(jī)不會(huì)直接飛到客戶門前，而是會(huì)飛到物流站點(diǎn)，“最后一公里”的送貨仍由快遞員負(fù)責(zé)。
在國(guó)外，亞馬遜在美國(guó)和英國(guó)都有無人機(jī)測(cè)試中心。亞馬遜表示其目標(biāo)是利用無人飛行器將包裹送到數(shù)百萬顧客手中，顧客下單后最多等半小時(shí)包裹即可送到。
提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
早在2014年Google就收購(gòu)了無人機(jī)公司Titan Aerospace，目前研制成功并開始測(cè)試無人機(jī)Solara 50和60，通過吸收太陽(yáng)能補(bǔ)充動(dòng)能，在近地軌道持續(xù)航行5年而不用降落，Titan表示通過特殊設(shè)備，使其高空無人機(jī)最高可提供每秒高達(dá)1GB的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。
Facebook也收購(gòu)了無人機(jī)產(chǎn)商Ascenta，成立Connectivity Lab，開發(fā)包括衛(wèi)星、無人機(jī)在內(nèi)的各自互聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)。
最優(yōu)化總體設(shè)計(jì)
飛行器總體設(shè)計(jì)時(shí),需要遵循以下原則：重量輕、尺寸小、速度快、能耗和成本低。但這幾項(xiàng)原則相互之間存在著制約與矛盾。例如：飛行器重量相同時(shí)，其尺寸與速度、能耗成反比。
因此，進(jìn)行旋翼飛行器總體設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)性能和價(jià)格選擇合適的機(jī)構(gòu)材料，盡可能地減輕飛行器重量：其次，需要綜合考慮重量、尺寸、飛行速度和能耗等因素，確保實(shí)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。
動(dòng)力裝置包括：旋翼、直流電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等，能量由機(jī)載電池提供。旋翼飛行器的重量是影響其尺寸的主要因素，而動(dòng)力與能源裝置的重量在整個(gè)機(jī)體重量中占了很大比例，該比例就高達(dá)75%。
因此，研制更輕、更高效的動(dòng)力與能源裝置是進(jìn)一步微小型化四旋翼飛行器的關(guān)鍵。另一方面,動(dòng)力裝置產(chǎn)生升力時(shí)，消耗了絕大部分機(jī)載能量。電能有91%被動(dòng)力裝置消耗。要提高飛行器的效率，關(guān)鍵在于提高動(dòng)力裝置的效率。除盡量提高機(jī)械傳動(dòng)效率外，還必須選擇合適的電機(jī)，在兼顧最大效率和最大輸出功率兩項(xiàng)指標(biāo)的前提下，將電機(jī)工作點(diǎn)配置在推薦運(yùn)行區(qū)域內(nèi)。
數(shù)學(xué)模型的建立
無人機(jī)不僅受到多種物理效應(yīng)的作用(空氣動(dòng)力、重力、陀螺效應(yīng)和旋翼慣量矩等)。還很容易受到氣流等外部環(huán)境的干擾。
因此，很難建立有效、可靠的動(dòng)力學(xué)模型。此外,所使用的旋翼尺寸小、質(zhì)量輕、易變形，很難獲得準(zhǔn)確的氣動(dòng)性能參數(shù)，也將直接影響模型的準(zhǔn)確性。
無人機(jī)是一個(gè)具有六自由度(位置與姿態(tài))和4個(gè)控制輸入(旋翼轉(zhuǎn)速)的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有多變量、非線性、強(qiáng)耦合和干擾敏感的特性，使得飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得非常困難。
此外，控制器性能還將受到模型準(zhǔn)確性和傳感器精度的影響。姿態(tài)控制是整個(gè)飛行控制的關(guān)鍵，因?yàn)闊o人機(jī)的姿態(tài)與位置存在直接耦合關(guān)系(俯仰橫滾直接引起機(jī)體向前后左右移動(dòng))，如果能精確控制飛行器姿態(tài)，則采用PID控制律就足以實(shí)現(xiàn)其位置與速度控制。
國(guó)際相關(guān)研究都著重進(jìn)行了姿態(tài)控制器的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，結(jié)果表明：盡管采用非線性控制律能夠獲得很好的仿真效果。但由于對(duì)模型準(zhǔn)確性有很強(qiáng)的依賴，其實(shí)際控制效果反而不如PID。
因此，研制既能精確控制飛行器姿態(tài)，又具有較強(qiáng)抗干擾和環(huán)境自適應(yīng)能力的姿態(tài)控制器是微小型四旋翼飛行器飛行控制系統(tǒng)研究的當(dāng)務(wù)之急。
定位、導(dǎo)航與通信
由于無人機(jī)體積小、重量輕、功耗低，所以穩(wěn)定可靠和抗干擾的通信鏈對(duì)無人機(jī)技術(shù)(尤其是多機(jī)協(xié)同技術(shù))的發(fā)展是十分關(guān)鍵的。
2025-08-26 13:48
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