基于物联网的无人机?无人驾驶运用了哪些物联网技术


基于物联网的无人机?无人驾驶运用了哪些物联网技术

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一、无人机的概念及其发展历程
无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),简称“无人机”,其起源可以追溯到第一次世界大战,美国、英国和法国都在研制无人驾驶飞机 。1917年,皮特-库柏(Peter Cooper)和埃尔默·A.斯佩里(Elmer A.Sperry)发明了第一台自动陀螺稳定器,能使飞机保持平衡飞行,用到美国海军教练机上变成首架无线电控制的不载人飞行器 。
1935年,蜂王号(如图1所示)实现无人机重复使用,标志着无人机真正开始的时代,蜂王最高飞行高度17000英尺,最高航速每小时100英里 。随后无人机被运用于各大战场,执行侦察任务 。
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图1 蜂王号无人机
1986年,先锋无人机执行了美国海军“侦察、监视并获取目标”等各种实战任务 。先锋号起飞重量416磅,航速每小时109英里 。美军将RQ-7B幻影用于伊拉克和阿富汗战场,它能定位并识别125km之外的目标,幻影200广泛使用于中东地区,如图2所示 。
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图2 幻影200无人机
21世纪,民用无人机开始大力发展 。2006年,大疆无人机公司成立,先后推出的phantom系列无人机,如图3所示,在全球掀起了无人机民用浪潮 。
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图3 大疆phantom无人机
2009年,美国加州3DRobotics无人机公司成立,主要制造和销售DIY类遥控飞行器(UAV)的相关零部件并在2014年推出X8+四轴飞行器 。2015年美国Qualcomm公司推出无人机开发平台,作为布局物联网生态圈的重要一环 。
无人机是利用无线遥控设备和程序控制装置操纵的不载人飞机 。机上安装自动驾驶仪、程序控制装置等设备 。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备,进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输,在无线电遥控下像普通飞机一样执行整个飞行过程和飞行任务 。起飞,可以用自带动力发射升空,也可由母机带到空中投放飞行 。回收时,可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆,也可通过遥控用降落伞或拦网回收 。与载人飞机相比,无人机具有体积小、造价低、对环境要求低、无须提供人类生存环境等优点,广泛用于空中侦察、监视、通信、航拍、测绘、反潜、电子干扰等 。
无人机系统(unmanned aerial vehicle system)是无人机及与其配套的通信站、起飞发射回收装置以及无人机的运输、储存和检测装置等的统称 。通信站既可建在固定地面,也可以设在车、船或其他平台上,通过通信站可以获得无人机所侦察到的信息、向无人机发布控制指令完成任务 。无人机的起飞(发射)方式有地面滑跑起飞、沿导轨发射、空中投放、容器式发射(靠容器内的液压或气压动力发射)等 。无人机的回收方式包括自动着陆、降落伞回收、在空中由无人机回收和拦截网回收等 。不同类型和不同使用环境下的无人机,可选择不同的系统构成,小型无人机通常采用弹射或火箭发射;而大型无人机则采用起落架或发射车进行发射 。
无人机系统主要包括飞机机体、飞控系统、动力系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等 。飞控系统即飞行管理与控制系统,是无人机系统的核心部分,对无人机的稳定性、精确度、飞行性能非常重要;数据链系统可以保证对遥控指令的准确传输、接收发送信息的实时可靠,以保证信息的及时有效性;发射回收系统保证无人机顺利升空以达到安全的高度和速度飞行,以及安全回落到地面 。
21世纪初期无人机的应用由军事领域迅速扩展至全球的各个行业,包括通信中继、建筑安全检查、地质勘探、灾难信息收集及救援、森林防火、执法和边境管制监督、风暴追踪、飓风与龙卷风监测预报、电力巡线、影视新闻拍摄、遥感测绘、地理制图、快递运输、农业作物监测、玩具、自拍跟拍、风景观赏、旅游助手等 。
Amazon Services LLC下属广告项目网站airdronecraze把无人机技术总结为七代,第一代:各种形式的基本遥控飞机;第二代:静态设计,固定摄像头安装,录像和静态照片,手动驾驶控制;第三代:静态设计,双轴万向节,高清视频,基本安全模式,辅助驾驶;第四代:革命性设计,三轴万向节,1080p高清视频或更高价值的仪器,改进的安全模式,自动驾驶模式;第五代:革命性设计,360°万向节,4k视频(分辨率为3840X2160,横向有4千个像素点)或更高价值的仪器,智能驾驶模式;第六代:商业适用性,符合安全与监管标准的设计,平台和有效载荷适应性,自动安全模式,智能驾驶模型和完全自主性,空域意识;第七代:为下一代无人机,完整的商业性,完全符合安全和监管标准的设计,平台和有效载荷互换性,自动安全模式,增强智能驾驶模式和完全自主性,全空域意识,自动起飞、着陆以及执行任务 。3DRobotics宣布推出首款集全部功能的智能无人机Solo,内置有安全保护机制、合规技术、智能传感器以及自我监测设备,是无人机技术的下一个重大革命,将为运输、军事、物流以及商业部门带来新的机遇 。


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