無人機(jī)技術(shù)：什么是無人機(jī)

2022-10-1 22:22| 發(fā)布者: ws786873 713 0

摘要: 什么是無人機(jī)？無人機(jī)是指從飛行員那里接收遠(yuǎn)程命令或依靠軟件進(jìn)行自主飛行的任何飛行器。許多無人機(jī)顯示了諸如用于收集視覺數(shù)據(jù)的相機(jī)和用于穩(wěn)定其飛行模式的螺旋槳之類的功能。攝像、搜救、農(nóng)業(yè)和交通等行業(yè)已經(jīng)采 ...

什么是無人機(jī)？

無人機(jī)是指從飛行員那里接收遠(yuǎn)程命令或依靠軟件進(jìn)行自主飛行的任何飛行器。許多無人機(jī)顯示了諸如用于收集視覺數(shù)據(jù)的相機(jī)和用于穩(wěn)定其飛行模式的螺旋槳之類的功能。攝像、搜救、農(nóng)業(yè)和交通等行業(yè)已經(jīng)采用了無人機(jī)技術(shù)。

最初為軍事和航空航天行業(yè)開發(fā)的無人機(jī)因其帶來的更高的安全性和效率而成為主流。這些機(jī)器人無人機(jī)在沒有飛行員的情況下運(yùn)行，具有不同程度的自主性。

無人機(jī)的自主水平可以從遠(yuǎn)程駕駛（人類控制其運(yùn)動(dòng)）到高級(jí)自主，這意味著它依賴于傳感器和激光雷達(dá)探測(cè)器系統(tǒng)來計(jì)算其運(yùn)動(dòng)。

無人機(jī)技術(shù)：什么是無人機(jī)-553

無人機(jī)

不同的無人機(jī)能夠飛行不同的高度和距離。由于無人機(jī)可以遠(yuǎn)程控制并且可以在不同的距離和高度飛行，因此它們非常適合承擔(dān)世界上一些最艱巨的工作。他們可以在颶風(fēng)過后協(xié)助尋找幸存者，在恐怖局勢(shì)期間為執(zhí)法部門和軍隊(duì)提供空中觀察，并在地球上一些最極端的氣候條件下推進(jìn)科學(xué)研究。

無人機(jī)如何工作？

幕后涉及許多部件以支持無人機(jī)的無縫操作，因此熟悉構(gòu)成無人機(jī)系統(tǒng)的無人駕駛或遠(yuǎn)程技術(shù)非常重要。從交付命令到確保重量可控，飛行員必須考慮使無人機(jī)適合特定工作的各種因素。在眾多變量中，無人機(jī)最關(guān)鍵的部分需要考慮的是其地面控制站 (GCS)、有效載荷和數(shù)據(jù)鏈路。

地面控制站 (GCS)

地面控制站是允許無人機(jī)飛行和無人機(jī)操作的中央控制單元。這些工作站可以大到具有多個(gè)視圖的辦公桌，也可以小到手持控制器甚至應(yīng)用程序。GCS 可以由用戶控制或通過衛(wèi)星操作，能夠控制飛行、控制有效載荷傳感器、提供狀態(tài)讀數(shù)、任務(wù)規(guī)劃和連接數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。

無人機(jī)技術(shù)：什么是無人機(jī)-4025

大型無人機(jī)

有效載荷

無人機(jī)，特別是無人機(jī)，有多種尺寸，能夠攜帶同樣大小可變的有效載荷。從救生藥物到包裹等等，無人機(jī)提供了一種高效的遞送方式，但必須能夠處理手頭的工作。許多無人機(jī)能夠快速飛越海洋，而其他無人機(jī)可能僅限于幾千英尺。

數(shù)據(jù)鏈接

數(shù)據(jù)鏈路充當(dāng)傳輸中心，允許無人機(jī)在飛行中與地面操作員進(jìn)行通信。通常利用射頻技術(shù)進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)鏈路為操作員提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如剩余飛行時(shí)間、與操作員的距離、與目標(biāo)的距離、空速高度等。用于控制的 2.4 GHz 和用于視頻的 5 GHz 的無人機(jī)控制將為操作員提供大約 4 英里的可用性，而用于飛行控制的 900 MHz 和用于視頻控制的 1.3 GHz 頻率可以提供超過 20 英里的可用性——添加到列表中飛行員必須使用正確的 UAS 來完成他們想要完成的任務(wù)的原因。

無人機(jī)如何飛行？

無人機(jī)依靠多個(gè)部件協(xié)同工作，以便在不斷變化的條件下完成任務(wù)。雖然陀螺儀和垂直起降 (VTOL) 功能使遠(yuǎn)程控制無人機(jī)變得更加容易，但 GPS 和 LiDAR 技術(shù)為無人機(jī)灌輸了強(qiáng)烈的方向感。需要所有這些部件來創(chuàng)建一個(gè)功能強(qiáng)大的無人機(jī)，該無人機(jī)能夠掃描周圍環(huán)境，同時(shí)能夠承受各種環(huán)境。

垂直起降無人機(jī)

許多無人機(jī)，通常是多旋翼無人機(jī)，被認(rèn)為是垂直起降 (VTOL) 無人機(jī)，因?yàn)樗鼈兡軌蛟诖怪蔽恢闷痫w、飛行、懸停和著陸。

用于無人機(jī)的 GNSS

在多種類型的無人機(jī)中發(fā)現(xiàn)，GPS 和 GLONASS 無人機(jī)等雙全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 能夠在非衛(wèi)星和衛(wèi)星模式下運(yùn)行，從而在運(yùn)行期間提供增強(qiáng)的連接性

GNSS 允許返回家園安全技術(shù)在無人機(jī)上運(yùn)行，并且可以通過地面站的遙控器激活。這允許飛行員了解是否有足夠的無人機(jī) GNSS 衛(wèi)星可供無人機(jī)獨(dú)立飛行、無人機(jī)與飛行員相比的當(dāng)前位置以及無人機(jī)返回的“原點(diǎn)”。除了可通過控制器進(jìn)行控制外，還可以在電池電量不足或無人機(jī)與控制器失去聯(lián)系時(shí)自動(dòng)激活“返航”功能。

激光雷達(dá)無人機(jī)

LiDAR 無人機(jī)配備了 LiDAR 傳感器，可以測(cè)量地形并編譯可用于構(gòu)建 3D 模型的深度數(shù)據(jù)。配備激光雷達(dá)的無人機(jī)可以提供比沒有該技術(shù)的無人機(jī)更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。除了使導(dǎo)航各種表面變得更容易外，激光雷達(dá)還使無人機(jī)能夠在搜索和救援任務(wù)中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、評(píng)估農(nóng)業(yè)作物等。

無人機(jī)中的陀螺儀

陀螺儀由一個(gè)輪子組成，該輪子可以在其軸上沿任何方向旋轉(zhuǎn)，并在無人機(jī)中用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)速率。由于陀螺儀專注于無人機(jī)的傾斜，因此它對(duì)于提供穩(wěn)定性至關(guān)重要。這樣，無人機(jī)可以保持方向并提供平穩(wěn)的飛行體驗(yàn)。

無人機(jī)類型

無人機(jī)有多種類型，每種類型都針對(duì)不同行業(yè)的獨(dú)特需求量身定制。例如，有些人需要輕型無人機(jī)來攜帶相機(jī)進(jìn)行攝影，而另一些人則需要堅(jiān)固的無人機(jī)來運(yùn)輸重型醫(yī)療用品。因此，公司生產(chǎn)的無人機(jī)有四種主要類型——單旋翼直升機(jī)、多旋翼、固定翼和固定翼混合垂直起降。

單旋翼直升機(jī)無人機(jī)

單旋翼直升機(jī)看起來和小型直升機(jī)一模一樣，可以是汽油或電動(dòng)的。單葉片和依靠汽油運(yùn)行的能力有助于其穩(wěn)定性和飛行更遠(yuǎn)的距離。這些無人機(jī)通常用于運(yùn)輸較重的物體，包括激光雷達(dá)系統(tǒng)，可用于測(cè)量土地、研究風(fēng)暴和全球變暖造成的侵蝕地圖。

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軍用無人機(jī)

多旋翼無人機(jī)

多旋翼無人機(jī)通常是市場(chǎng)上一些最小和最輕的無人機(jī)。它們的距離、速度和高度有限，但卻是愛好者和航空攝影師的完美飛行器。這些無人機(jī)通常可以在空中飛行 20-30 分鐘，攜帶輕型有效載荷，例如相機(jī)。

固定翼無人機(jī)

固定翼無人機(jī)看起來像普通飛機(jī)，機(jī)翼提供升力而不是旋翼——這使得它們非常高效。這些無人機(jī)通常使用燃料而不是電力，可以在空中滑翔超過 16 個(gè)小時(shí)。由于這些無人機(jī)通常要大得多，而且由于它們的設(shè)計(jì)，它們需要像飛機(jī)一樣在跑道上起飛和降落。固定翼無人機(jī)被軍方用來進(jìn)行打擊，科學(xué)家被用來攜帶大量設(shè)備，甚至被非營利組織用來向難以到達(dá)的地區(qū)運(yùn)送食物和其他貨物。

固定翼混合垂直起降無人機(jī)

固定翼混合垂直起降無人機(jī)是固定翼無人機(jī)和基于旋翼的無人機(jī)的混合體，其轉(zhuǎn)子連接在機(jī)翼上。由于其混合方法，該技術(shù)為用戶提供了固定翼設(shè)計(jì)的耐用性和以轉(zhuǎn)子為中心的設(shè)計(jì)的垂直飛行能力。公司利用這種組合，依靠固定翼混合動(dòng)力垂直起降無人機(jī)進(jìn)一步縮短交付時(shí)間，同時(shí)提供更多樣化的飛行體驗(yàn)。

無人機(jī)有什么用途？

軍用無人機(jī)

可能最古老、最著名和最有爭(zhēng)議的無人機(jī)用途是在軍隊(duì)中。英國和美國軍隊(duì)在 1940 年代初期開始使用非常基本的無人機(jī)形式來監(jiān)視軸心國。今天的無人機(jī)比過去的無人機(jī)先進(jìn)得多，配備了熱成像、激光測(cè)距儀，甚至還配備了執(zhí)行空襲的工具。

送貨無人機(jī)

送貨無人機(jī)通常是自動(dòng)無人機(jī)，用于將食物、包裹或貨物運(yùn)送到您的家門口。這些飛行器被稱為“最后一英里”送貨無人機(jī)，因?yàn)樗鼈冇糜趶母浇纳痰昊騻}庫進(jìn)行送貨。全國各地的零售商和雜貨連鎖店都在將無人機(jī)作為一種更高效的送貨選擇，而不是依靠效率低下的卡車送貨司機(jī)。

緊急救援無人機(jī)

有時(shí)，由于災(zāi)難的范圍或嚴(yán)重性，將人類送入救援環(huán)境還不夠安全。這就是無人機(jī)的用武之地。在船只傾覆或溺水的情況下，官員可以將自主水下航行器 (AUV) 投入水中以協(xié)助救援。如果發(fā)生雪崩，就會(huì)部署無人機(jī)來尋找被雪困住的人。

農(nóng)業(yè)無人機(jī)

事實(shí)證明，無人機(jī)也對(duì)農(nóng)業(yè)有益，為農(nóng)民提供了多種優(yōu)化農(nóng)場(chǎng)的方法，以最大限度地提高效率并減少身體壓力。通過使用無人機(jī)，進(jìn)行田間調(diào)查、播種、追蹤牲畜和估計(jì)作物產(chǎn)量都變得更加容易，同時(shí)節(jié)省了農(nóng)業(yè)專業(yè)人員的寶貴時(shí)間。

外太空無人機(jī)

美國宇航局和美國空軍一直在秘密測(cè)試面向太空旅行的無人駕駛飛機(jī)。X-37B 無人機(jī)是空軍的超秘密無人機(jī)，看起來像微型航天飛機(jī)。在過去的兩年里，它一直在悄悄地繞地球飛行，創(chuàng)造了無人駕駛飛機(jī)最長飛行的記錄（781 天，而且還在繼續(xù)）。

野生動(dòng)物和歷史保護(hù)無人機(jī)

無人機(jī)是野生動(dòng)物保護(hù)的一種更便宜、更有效的替代品。人類在地面上追蹤野生動(dòng)物種群幾乎是不可能的。擁有天空之眼，野生動(dòng)物保護(hù)主義者可以追蹤漫游的動(dòng)物群體，從婆羅洲的猩猩到大平原的野牛，以更好地了解它們物種和生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。保護(hù)無人機(jī)也是打擊亞洲和非洲偷獵活動(dòng)的完美工具。

無人機(jī)也被用于世界各地的重新造林工作。這些無人機(jī)在被大火燒毀的森林地面上搜尋，并投下裝滿種子、肥料和營養(yǎng)物質(zhì)的種子容器，這些容器將幫助樹木從灰燼中升起。自 1990 年代初以來，已砍伐了大約 3 億英畝的森林。通過播種無人機(jī)技術(shù)可以更有效地完成人類需要大約 300 年才能重新造林的工作。