資料圖/圖 來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
一、動(dòng)力技術(shù)
續(xù)航能力是目前制約無(wú)人機(jī)發(fā)展的重大障礙，業(yè)內(nèi)人士也普遍認(rèn)為消費(fèi)級(jí)多旋翼續(xù)航時(shí)間基本維持在20min左右，很是雞肋。逼得用戶外出飛行不得不攜帶多塊電池備用，造成使用操作的諸多不便，為此有諸多企業(yè)在2016年里做出了新的嘗試。
1. 氫燃料電池
高原地區(qū)的高海拔會(huì)導(dǎo)致低含氧量、低氣壓和低氣溫,這些因素對(duì)無(wú)人機(jī)工作的影響非常大，特別是動(dòng)力系統(tǒng)方面。今年5月底，武漢眾宇動(dòng)力團(tuán)隊(duì)在新疆勝利達(dá)坂地區(qū)，順利完成了對(duì)氫燃料電池系統(tǒng)在高原應(yīng)用中功效的一系列測(cè)試，驗(yàn)證了燃料電池在低氣壓、低含氧環(huán)境中的性能變化的預(yù)計(jì)結(jié)果，也測(cè)試了系統(tǒng)在同時(shí)面臨低氣壓、低氣溫環(huán)境的工況變化，證實(shí)了之前實(shí)驗(yàn)室模擬計(jì)算的結(jié)果，用氫燃料電池作為無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，將使其能夠有效應(yīng)對(duì)高海拔、高氣壓的困難作業(yè)環(huán)境。
2. 無(wú)線充電
倫敦帝國(guó)理工學(xué)院博士研究助理，Samer Aldhaher找到了一種方法，可以通過(guò)無(wú)線充電裝置提供電力給小型無(wú)人機(jī)。該款無(wú)線充電底座是由一個(gè)雙層印刷電路板（PCB）組成，上面蝕刻有無(wú)線電發(fā)射器。另外它還有一個(gè)13.56MHz逆變器，它能夠?yàn)殡娐钒逄峁╇娏鳌榱四軌蚪邮盏綗o(wú)線電波，無(wú)人機(jī)外部還纏繞有導(dǎo)電銅箔膠帶。但目前只能讓無(wú)人機(jī)飛到距離無(wú)線充電底座12.7厘米高，也不能飛得太遠(yuǎn)，因?yàn)槟Ｐ蜋C(jī)上缺少板載電源，如果它飛得離充電裝置太遠(yuǎn)的話，就會(huì)關(guān)閉了。
3.太陽(yáng)能續(xù)航
據(jù)外媒報(bào)道，無(wú)人機(jī)(UAV)太陽(yáng)能解決方案開(kāi)發(fā)商Alta Devices宣布，將為無(wú)人機(jī)制造商C-Astral研發(fā)的新一代無(wú)人機(jī)提供太陽(yáng)能技術(shù)，該技術(shù)將有助于提升無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力，這款新型太陽(yáng)能電池以31.6%的太能效率打破了世界記錄，可以使無(wú)人機(jī)至少可以再多飛行兩個(gè)小時(shí)，與此同時(shí)這款太陽(yáng)能供電技術(shù)還可以做到延長(zhǎng)無(wú)人機(jī)的飛行時(shí)間而不會(huì)影響高性能飛機(jī)設(shè)計(jì)。
4.核能供電電池
俄羅斯薩馬拉科羅廖夫大學(xué)新聞辦日前宣布，該?？蒲腥藛T正在研制一種核能電池，使用期可達(dá)100年。其中的新技術(shù)利用多孔碳化硅結(jié)構(gòu)保護(hù)放射性元素，能在保證安全的同時(shí)，讓核能電池工作很長(zhǎng)時(shí)間。在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，不少無(wú)人飛行器的研制者對(duì)此類(lèi)電池興趣非常大，因?yàn)閷?duì)他們來(lái)說(shuō)，電源體輕且單位功率大對(duì)于滿足持續(xù)工作的要求極為重要。此外，碳化硅材料不僅能夠抗寒，還能經(jīng)受住近350攝氏度的高溫，裝有這種電池的傳感器在機(jī)械制造領(lǐng)域也極具價(jià)值。
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二、導(dǎo)航技術(shù)
無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確地知道自己“在哪兒”、“去哪兒”，幾乎是類(lèi)似于人類(lèi)“從哪里來(lái)、到哪里去”的哲學(xué)問(wèn)題，在無(wú)人機(jī)的任何發(fā)展階段都是繞不開(kāi)的問(wèn)題。
1. 定位技術(shù)
目前無(wú)人機(jī)多采用GPS定位，信號(hào)容易受到干擾。未來(lái)研究方向包括利用多信息源定位，如TV、收音機(jī)、Wi-Fi 等等信息定位，彌補(bǔ)GPS定位的不足，今年無(wú)人機(jī)RTK技術(shù)的突破，十分引人關(guān)注。
我們知道無(wú)人機(jī)的飛行航線依賴(lài)于導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可以根據(jù)定位系統(tǒng)所得到的信息讓無(wú)人機(jī)在指定的時(shí)間內(nèi)完成航行任務(wù)，而其精準(zhǔn)度與所搭載的定位技術(shù)直接掛鉤，基于RTK技術(shù)的無(wú)人機(jī)定位系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)獲取導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)和RTK差分定位信息，為無(wú)人機(jī)飛行作業(yè)提供高精度定位支持。
RTK的中文全稱(chēng)是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，是建立在實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站的載波相位基礎(chǔ)上的種新的常用的GPS測(cè)量方法，與之前的GPS定位技術(shù)相比，采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，可以在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度，這項(xiàng)技術(shù)在植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)方面更有效果，比如極飛P20V2采用的軍用級(jí)別RTK定位技術(shù)，讓航線的精度達(dá)到厘米級(jí)，不僅讓噴灑更精準(zhǔn)，也能更好的避開(kāi)障礙物。
2. 避障技術(shù)
讓飛行中的無(wú)人機(jī)“長(zhǎng)眼鏡”，能夠識(shí)別飛行路徑上的障礙物，并準(zhǔn)確繞飛或懸停，是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)智能化的重要一步。今年無(wú)人機(jī)避障技術(shù)將在這些方面實(shí)現(xiàn)突破。
夜間避障：比如極飛為了方便夜間作業(yè)，采用了主動(dòng)近紅外照射技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是加了一個(gè)特殊的“手電筒”和并改造了“手電筒”眼睛，雙目是由兩個(gè)黑白鏡頭組成，從380-1080nm波段都可以成像，也就意味著不僅能“看見(jiàn)”可見(jiàn)光，還能看見(jiàn)人眼也看不見(jiàn)的紅外線。無(wú)人機(jī)會(huì)主動(dòng)發(fā)射近紅外線光線，雖然人眼看不到，但能作為夜晚的光源，雙目的每一個(gè)鏡頭就能接收到環(huán)境中的紅外線的反饋，經(jīng)過(guò)雙目計(jì)算后就可以「感知」到環(huán)境和障礙物了。而且避障距離和白天相比沒(méi)有變化，都是30米(角度：水平FOV65°)。
雙目立體視覺(jué)功能：在當(dāng)前的無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，“雙目立體視覺(jué)功能”（簡(jiǎn)稱(chēng)雙目功能）日益受到重視，成為了諸多新品的標(biāo)配和宣傳點(diǎn)。大疆創(chuàng)新發(fā)布的精靈Phantom 4就運(yùn)用了立體視覺(jué)定位系統(tǒng)，由雙目視覺(jué)傳感器和一組超聲波傳感器組成，從根本上解決了懸停的精度，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定飛行的功能。
四維雷達(dá)技術(shù)：傳統(tǒng)的民用雷達(dá)大多只能提供二維的信息，但是，人們都生活在三維的空間里，二維信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。舉例來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的民用雷達(dá)都無(wú)法測(cè)量車(chē)子的高度，而這對(duì)于無(wú)人駕駛、無(wú)人機(jī)等方面的應(yīng)用就有很大的局限性。位于美國(guó)俄亥俄州的公司Oculii，開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè)可以商用的四維雷達(dá)，使得無(wú)人機(jī)在三維空間，獲取上下左右的空間信息。
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三、通訊技術(shù)
無(wú)人機(jī)通信技術(shù)長(zhǎng)久以來(lái)都是行業(yè)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，怎么樣才能保障通信的安全和便捷，也是眾多專(zhuān)家研究的關(guān)鍵領(lǐng)域。
1. 5G通訊技術(shù)
瑞典網(wǎng)絡(luò)巨頭愛(ài)立信在8月份宣布，已經(jīng)攜手中國(guó)移動(dòng)進(jìn)行了全球首次5G無(wú)人機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)人機(jī)可和手機(jī)一樣在不同的小區(qū)間切換，且能和手機(jī)和諧共處、共享基站資源，充分證明了無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)的商用可行性，并且伴隨著中國(guó)移動(dòng)成功牽頭5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)，項(xiàng)目名為R15“5G System Architecture”，該項(xiàng)目將制定《5G系統(tǒng)總體架構(gòu)及功能》及《5G系統(tǒng)基本流程》兩個(gè)基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)在2017年12月完成，這也從側(cè)面印證了無(wú)人機(jī)5G通信將在2017年搭載著春風(fēng)獲得全新的發(fā)展。
2. Wifi通訊技術(shù)
諸如Google和Facebook等公司都在做太陽(yáng)能Wi-Fi無(wú)人機(jī)，也在通過(guò)實(shí)際飛行對(duì)機(jī)身進(jìn)行測(cè)試，日前，俄“前瞻研究”基金與研究自動(dòng)控制的科研人員共同研制了代號(hào)為“貓頭鷹”的無(wú)人機(jī)，負(fù)責(zé)攜帶無(wú)線通信設(shè)備向偏遠(yuǎn)地區(qū)傳輸無(wú)線數(shù)據(jù)，其相當(dāng)于一座無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)，飛行中攜有無(wú)線通話及視頻信號(hào)自主轉(zhuǎn)發(fā)器。這樣一來(lái)，它在相關(guān)空域持續(xù)巡航時(shí)，就能通過(guò)傳輸無(wú)線數(shù)據(jù)給當(dāng)?shù)貛?lái)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，更有于人們生活的便捷性。
回顧2016年，無(wú)人機(jī)在定位、通訊、動(dòng)力等方面都有巨大的技術(shù)突破，而其他領(lǐng)域的成果也頗為豐厚，整體看來(lái)自2015年元年的起步，到2016年全年的基礎(chǔ)，展望明年整個(gè)無(wú)人機(jī)行業(yè)將在一個(gè)新的起點(diǎn)上獲得巨大的騰飛。
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