關(guān)于無人機(jī)的技術(shù)介紹

1、芯片

一個(gè)高性能FPGA芯片就可以在無人機(jī)上實(shí)現(xiàn)雙CPU的功能，以滿足導(dǎo)航傳感器的信息融合，實(shí)現(xiàn)無人飛行器的控制。

2、慣性傳感器

伴隨著應(yīng)用加速計(jì)、陀螺儀、地磁傳感器等設(shè)備廣泛應(yīng)用，MEMS慣性傳感器開始大規(guī)模興起，6軸、9軸的慣性傳感器也逐漸取代了單個(gè)傳感器，成本和功耗也進(jìn)一步降低。

3、WIFI等無線通信

wifi等通信芯片用于控制和傳輸圖像信息，通信傳輸速度和質(zhì)量已經(jīng)可以充分滿足幾百米的傳輸需求。

4、電池

電池能量密度不斷增加，使得無人機(jī)在保持較輕的重量下，續(xù)航時(shí)間能有25-30分鐘，達(dá)到可以滿足一些基本應(yīng)用的程度，此外，太陽能電池技術(shù)使得高海拔無人機(jī)可持續(xù)飛行一周甚至更長時(shí)間。

5、云臺(tái)

安裝、固定攝像機(jī)的支撐設(shè)備，它要保證無人機(jī)在各種環(huán)境下做到穩(wěn)定拍攝。

6、飛機(jī)機(jī)體

包含螺旋槳、電機(jī)馬達(dá)、機(jī)體外殼等

7、相機(jī)等

包括4K、3D、高像素?cái)z像頭等。

無人機(jī)系統(tǒng)主要由三部分組成，分別為飛行器平臺(tái)、控制站與通訊鏈路。

飛行器平臺(tái)：包括飛行機(jī)體結(jié)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、通信系統(tǒng);

控制站：包括顯示系統(tǒng)、操縱系統(tǒng);

通訊鏈路：包括機(jī)載通訊與地面通訊。

1、飛控系統(tǒng)

飛控系統(tǒng)是無人機(jī)的“駕駛員”，是無人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過程的核心系統(tǒng)。

飛控一般包括傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動(dòng)設(shè)備三大部分，實(shí)現(xiàn)的功能主要有無人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。其中，機(jī)身大量裝配的各種傳感器(包括角速率、姿態(tài)、位置、加速度、高度和空速等)是飛控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是保證飛機(jī)控制精度的關(guān)鍵。未來要求無人機(jī)傳感器具有更高的探測(cè)精度、更高的分辨率，因此無人機(jī)傳感器中大量應(yīng)用了超光譜成像、合成孔徑雷達(dá)、超高頻穿透等新技術(shù)。

現(xiàn)有飛控系統(tǒng)是開源與閉源系統(tǒng)的結(jié)合。為了提高系統(tǒng)的專業(yè)化，則大部分在開源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上演化出自己的閉源系統(tǒng)。相比開源系統(tǒng)，無人機(jī)廠商自身的閉源系統(tǒng)加入了許多優(yōu)化算法、簡(jiǎn)化了調(diào)參與線束，變得更加簡(jiǎn)單易用。

2、導(dǎo)航系統(tǒng)

導(dǎo)航系統(tǒng)是無人機(jī)的“眼睛”，多技術(shù)結(jié)合是未來方向。

導(dǎo)航系統(tǒng)向無人機(jī)提供參考坐標(biāo)系的位置、速度、飛行姿態(tài)，引導(dǎo)無人機(jī)按照指定航線飛行，相當(dāng)于有人機(jī)系統(tǒng)中的領(lǐng)航員。

目前無人機(jī)所采用的導(dǎo)航技術(shù)主要有慣性導(dǎo)航、定位衛(wèi)星導(dǎo)航、地形輔助導(dǎo)航、地磁導(dǎo)航、多普勒導(dǎo)航等。

無人機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)主要分非自主(GPS等)和自主(慣性制導(dǎo))兩種，但分別有易受干擾和誤差積累增大的缺點(diǎn)，而未來無人機(jī)的發(fā)展要求障礙回避、物資或武器投放、自動(dòng)進(jìn)場(chǎng)著陸等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干擾性能，因此多種導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合的“慣性 + 多傳感器 +GPS+ 光電導(dǎo)航系統(tǒng)”將是未來發(fā)展的方向。

3、動(dòng)力系統(tǒng)

目前民用工業(yè)無人機(jī)以油動(dòng)為主，消費(fèi)級(jí)無人機(jī)以電動(dòng)為主。

不同用途的無人機(jī)對(duì)動(dòng)力裝置要求也不同。低速、中低空小型無人機(jī)傾向于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，低速短距、垂直起降無人機(jī)傾向渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，小型民用無人機(jī)則主要采用電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

渦輪有望逐步取代活塞，新能源發(fā)動(dòng)機(jī)提升續(xù)航能力。

無人機(jī)廠家說專業(yè)級(jí)無人機(jī)目前廣泛采用的動(dòng)力裝置為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，但活塞式只適用于低速低空小型無人機(jī)。隨著渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)推重比、壽命不斷提高、油耗降低，渦輪將取代活塞成為無人機(jī)的主力動(dòng)力機(jī)型。

太陽能、氫能等新能源電動(dòng)機(jī)也有望為小型無人機(jī)提供更持久的動(dòng)力。

4、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)(通信系統(tǒng))

數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)(通信系統(tǒng))是無人機(jī)和控制站之間的橋梁，是無人機(jī)的真正價(jià)值所在。

上行通信鏈路主要負(fù)責(zé)地面站到無人機(jī)的遙控指令的發(fā)送和接收。

下行通信鏈路主要負(fù)責(zé)無人機(jī)到地面站的遙測(cè)數(shù)據(jù)、紅外或電視圖像的發(fā)送和接收。

普通無人機(jī)大多采用定制視距數(shù)據(jù)鏈，而中高空、長航時(shí)無人機(jī)則采用超視距衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)鏈。