无人机关键技术要点

1、无人机关键技术要点无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“ UAV，是利用无 线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。 那么，下 面是由为大家带来的无人机关键技术要点，欢迎大家阅读浏览。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xx 年， * 蒙特利尔的 Energy Or 技术有限公司报道采用燃料 电池的四旋翼进行了 3小时 43分钟续航飞行。此外，石墨烯、铝空 气电池、纳米电池这三项电池技术

2、有望成为未来电池世界的希望。 人 们对这些新的电池技术有着十分迫切的需求。 它们将首先会被应用到 手机和电动汽车，随后可配备于多旋翼。2. 混合动力xx 年，美国初创公司 Top Flight Technologies 报道自己开发 混合动力六旋翼无人机。 该六旋翼仅需要 1 加仑汽油， 便可以飞行两 个半小时，约 160公里的距离，最高负重达约 9 公斤。另外，一家德 国的公司 Airstier 推出了一款多旋翼。 该多旋翼采用油电混合动力， 有效载荷 5 公斤，可飞行 1 个小时。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。比

3、如：以色列公司 Skysapience 旋翼。4. 无线充电无线充电技术已经在手机、 电动牙刷等电子产品上实现市场化， 并正在电动汽车领域开展深入应用。德国柏林的初创公司 Sky Sense 在无人机户外充电方面提供了一种解决方案： 研发出一块可以为无人 机进行无线充电的平板。Sky Sense的最大特点是可以进行远程控制， 无人机的降落充电起飞全过程可以独立实现， 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

4、发展阶 段都是绕不开的问题。1. 定位技术(1) GPS 载波相位定位目前正在这方面开展研究的项目有： Swift Navigation 公司开 发的Piksi;日本东京海洋大学开发的 RTKLIB开源项目。(2) 多信息源定位英国军方BAE最近公布了他们研发的名为 NAVSO的定位技术。 该技术将利用包括TV收音机、Wi-Fi等等信息定位，弥补GPS的 不足。(3) UWB (Ultra Wideband，超宽带 )无线定位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。 AR.Drone 是最早采用该项技术的多旋翼飞行器，极 大提升了飞行器的可操

5、控性，获得了巨大的成功。PX4 自驾仪开源项目提供了开源的光流传感器 PX4Flow。该传感 器可以帮助多旋翼在无GPS情况下精确悬停。大疆公司推出的“悟” 和“ Phantom3、“ Phantom4同样采用了该项技术。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

6、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。目前在大疆Phantom4等先进机型上这些技术都已经有所体现。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。在CESxx的展场上，有利用MYO手势控制臂带来控制 AR.Drone2.0 四旋翼的演示。(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(

7、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xx 年 6 月 17 日，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。xx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

8、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xx 年，德国的卡尔斯鲁厄理工学院开发出了一项新的无线广域 网技术，打破了最快的 WiFi 网络速度纪录，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航拍图传或光纤布 放不方便的农村地区应用。五、芯片技术(1)xx年CES上，高通和英特尔展示了功能更为丰富的多轴飞行器。例如，高通CES上展示的Snapdragon Cargo无人

9、机是基于高 通 Snapdragon 芯片开发出来的飞行控制器，它有无线通信、传感器集成和空间定位等功能。 xx 年 9 月，据美国科技新闻网站 Engadget 报道，高通已经为无人机市场推出了一个芯片解决方案，名为“骁龙 飞行平台”。英特尔CEOBrian Krzanich也亲自在CES上演示了他们的无人 机，采用了四核的英特尔凌动 (Atom) 处理器的 PCI-express 定制卡。 此外，活跃在在机器人市场的欧洲处理器厂商XMO也表示已经进入到无人机领域。(2) 3DR 发表声明与 Intel 英特尔共同合作开发 Edison 芯片， 这是一种新型微型处理芯片。 它只有一个硬币的大

10、小， 却具有个人电 脑一样的处理能力。(3) 目前，包括IBM在内的多家科技公司都在模拟大脑， 开发神 经元芯片。而一旦类似芯片被应用于无人机，自主反应、自动识别有 望会变得轻而易举。六、平台技术(1)“ Dronecode”的无人机开源系统xx 年 10 月，著名开源基金会 Linux 推出了名为“ Dronecode ” 的无人机开源系统合作项目，将 3D Robotics 、英特尔、高通、百度 等科技巨头纳入项目组， 旨在为无人机开发者提供所需要的资源、 工 具和技术支持，加快无人机和机器人领域的发展。(2)Ubuntu 15.04 操作系统Ubuntu 15.04 的物联网版本是 Ub

11、untu 目前最小且最安全的版 本，非常地精简，适合发行家、科技专业人士与开发者使用，能够在 无人机等领域中使用。(3) Airware 企业级无人机系统Airware 公司旨在通过标准化的无人机软件系统，帮助企业迅 速、高效地完成商用无人飞行器的部署及管理该系统已于本周四 正式，通过硬件和软件的结合， Airware 成功实现了在一个软件平台 上统一管理多个不同型号、不同品牌无人机的目标。目前， Airware 产品已获得两家合作伙伴的采纳， 分别为通用电气 (也同时是 Airware 的投资者)和Infinigy 。Infinigy是一家通讯公司。七、空管技术(1) xx 年，Airwar

12、e计划在NASA加州基地针对不同类型的无人 机(四旋翼、直升机、固定翼飞机 )展开一系列的飞行和实验室测试。(2) 初创公司SkyWard正在研发一个无人机交通控制系统，这个系统将让数千无人机在城市上空飞行而不会互相碰撞。Skyward正在跟FAA和全球三大无人机制造商一一国内的大疆、 美国的3D Robotics 和法国的 Parrot 合作以证明大量的无人机可以在拥挤的空域安 全地共存。(3) 美国航天局(NASA)同空间技术公司Exelis已经联手组成团 队开发无人机空中交通管制系统的原型产品。(4) 位于美国西雅图的 Transtrex 公司，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。(5) 在第三届 AOPA(Aircraft Ownersand 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