一、动力技术 续航能力是目前制约无人机发展的重大障碍,消费级多旋翼续航时间基本在20min 左右,用户外出飞行不得不携带多块电池备用,造成使用作业的极大不便。无人机必须在动力方面实现突破才能走上新的革命性高度。 1. 新型电池 科比特航空研发的氢燃料电池,是无人机在新能源技术领域的一座里程碑,一举打破锂电池续航困境,最长航时可达3小时。 2. 混合动力 混合动力无人机,是一种新型双动力无人机。其动力系统由电驱动和常规发动机两种动力系统构成,可实现良好的起飞、超大载重和超长航时等。 3. 地面供电 采用地面供电的系留多旋翼,通过电缆将电能源源不断输送给多旋翼,可以极大提升多旋翼的滞空时间。 4. 无线充电 若研发出一款可为无人机进行无线充电的平板,该平板可以进行远程控制,实现无人机的降落—充电—起飞全过程独立实现,不需要有人在现场进行干预和辅助。如果充电时间更快,那么无线充电技术将会极大地帮助多旋翼进行长途飞行。 二、导航技术 无人机准确地知道自己“在哪儿”、“去哪儿”,几乎是类似于人类“从哪里来、到哪里去”的哲学问题,在无人机的任何发展阶段都是绕不开的问题。 1. 定位技术 (1)目前无人机多采用GPS定位,信号容易受到干扰。未来研究方向包括利用多信息源定位,如TV、收音机、Wi-Fi 等等信息定位,弥补GPS定位的不足。 2. 测速技术 目前公认的比较精确的测速方案是通过“视觉(光流)+超声波+惯导”的融合。 3. 避障技术 让飞行中的无人机“长眼镜”,能够识别飞行路径上的障碍物,并准确绕飞或悬停,是实现无人机智能化的重要一步。未来无人机避障技术将在这些方面实现突破: (1)深度相机避障技术; (2)声呐系统避障技术; (3)“视觉+忆阻器”避障技术; (4)双目视觉避障技术; (5)小型电子扫描雷达; (6)激光扫描测距雷达; (7)四维雷达。 4. 跟踪技术 识别目标并进行跟踪飞行,减轻使用者的操作负担,并能够利用无人机执行特殊环境条件下的特殊任务。智能跟踪主要有: (1)GPS跟踪; (2)视觉跟踪。 三、交互技术 无人机目前主要通过遥控器进行飞行控制,需要专业训练,具有一定的局限性。随着新技术的发展,无人机应简化对操作人员的要求,提升用户体验。 (1)手势控制技术 手势交互是一种未来人机交互的趋势,目前在精确度上存在挑战。 (2)脑机接口技术 近年来,科研人员在多个领域都运用到了BCI(Brain Computer Interface,脑机接口技术)技术,科员人员运用该技术制作新型玩具、为残疾人制作义肢。作为需要安全性较高的飞行器,这种方式目前还不成熟。它可作为一种验证性质的技术展示,离实际还有不少距离。 四、通讯技术 (1)4G/5G通讯技术 2013 年,北京4G 联盟联合无人机联盟组织召开了4G联盟与无人机联盟交流研讨会,旨在加强北京4G联盟和无人机联盟之间技术交流,寻找无人机机载载荷与4G设备仪器的聚焦,促进北京市信息产业发展。2015年,中国移动开发4G“超级空战队”设备,能支持航拍影像即拍即传。5G的速度比现在的LTE网络标准连接速度快250倍,它标志着无线行业的一个新的里程碑。无论是智能手机,还是汽车、医疗设备、无人机和其他设备,都将受益于这一无线连接速度。 (2)Wifi通讯技术 研究人员正在开发一项新的无线广域网技术,它可以让1 公里以外的用户每秒钟下载40GB。由于这种设备的传输距离比普通WiFi路由器的覆盖范围要广得多,因此这种设备很适合无人机在不方便的农村地区航拍图传的应用。 五、芯片技术 世界著名芯片制造商如高通、英特尔均以纷纷进驻无人机行业,研发集无线通信、传感器集成和空间定位等功能于一体的高性能芯片,使无人机能够成为和个人电脑一样的处理能力。 六、平台技术 通过硬件和软件的结合,实现一个软件平台上统一管理多个不同型号、不同品牌无人机的目标。通过标准化的无人机软件系统,帮助企业迅速、高效地完成无人飞行器的部署及管理 七、空管技术 (1)美国航天局(NASA)同空间技术公司联手组成团队开发无人机空中交通管制系统的原型产品。 (2)随后,美国一家公司发布了测试版本的无人机动态地理空间限制系统软件。该系统是为了确保无人机在500英尺高度下,安全规范飞行而设计的。 (3)在第三届AOPA(Aircraft Owners and Pilots Association,航空器拥有者及驾驶员协会)国际飞行训练展会上,中国AOPA联合多家企业开发的针对轻小无人机的“U Cloud”无人机监管系统宣布上线。 总之,不创新,就死亡。历史无法预测,但时时都在创造,每天都在发生。
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