現(xiàn)代無人機技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢研究

王超

摘 要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，有效的推動了現(xiàn)代無人機技術(shù)的發(fā)展，并且在越來越多的領(lǐng)域中得到廣泛應用。近些年來，無人機的發(fā)展勢頭有增無減，且應用領(lǐng)域不斷拓展，因此對其各項技術(shù)指標提出了較高的要求。本文將會對現(xiàn)代無人機技術(shù)研究現(xiàn)狀進行分析，重點探究無人機涉及的技術(shù)領(lǐng)域及其未來的發(fā)展趨勢，以期更好的推動現(xiàn)代無人機技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代無人機技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

在現(xiàn)代和未來發(fā)展中，信息技術(shù)發(fā)揮著決定性的作用，無人機不僅可以為相關(guān)決策提供全面、準確的信息，而且還可以有效推動各行各業(yè)的發(fā)展。如今，隨著高新技術(shù)的發(fā)展，有效的拓寬了無人機的應用范圍，而且相關(guān)性能得到有效提升，為推動不同行業(yè)、不同領(lǐng)域的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 現(xiàn)代無人機技術(shù)研究現(xiàn)狀

無人機最早出現(xiàn)在軍事領(lǐng)域，英國于1914年就對無人機進行了研究，主要是無人靶機，側(cè)重于軍事訓練。1917年美國研發(fā)并成功試飛第一架無人機，隨后推動了無人機的快速發(fā)展，而且在對朝鮮戰(zhàn)爭和越南戰(zhàn)爭中負責偵查等軍事活動。20世紀50年代無人機開始在我國獲得發(fā)展，主要用于加強我國的科學研究及國防建設(shè)，如航空攝影、軍事偵察等。如今，隨著計算機技術(shù)、無線電技術(shù)及控制技術(shù)等的發(fā)展，進一步推動了無人機的發(fā)展速度，其不僅在空中偵察、電子對抗、定位目標、監(jiān)視戰(zhàn)場、戰(zhàn)況評價、散發(fā)傳單和營救飛行員等軍事領(lǐng)域得到廣泛應用，而且在攝影測量、大地測繪、警用安防、資源探測、環(huán)保監(jiān)視等民用領(lǐng)域也得到廣泛應用，并取得了比較不錯的應用效果。

2 無人機涉及的技術(shù)領(lǐng)域

2.1 控制技術(shù)

2.1.1 導航技術(shù)

不管是在民用還是軍用領(lǐng)域，無人機都需要準確地知道自己“去哪兒”、“在哪兒”，為了滿足上述要求，就需要無人機具備高效的算法和精密的硬件，以期更好的開展導航工作。

2.1.2 測速技術(shù)

如今，世界各國比較公認的精確測速方案是將“超聲波”、“視覺（光流）”和“慣導”等有效的結(jié)合在一起，AR.Drone是多旋翼飛行器，并且是最早采用該項技術(shù)的無人機，其能夠有效提高無人機的可操控性。

2.1.3 定位技術(shù)

（1）GPS載波相位定位。如今，Swift Navigation公司所研發(fā)的Piksi和日本東京海洋大學所研發(fā)的RTKLIB開源項目都引用了GPS載波相位定位技術(shù)。（2）多信息源定位。最近英國軍方BAE研發(fā)了NAVSOP的定位技術(shù)，其主要是借助收音機、TV、Wi-Fi等信息完成定位工作，有效彌補了GPS中存在的缺陷和不足。

2.1.4 避障技術(shù)

在無人機飛行過程中，為了能夠?qū)︼w行路徑上的障礙物進行有效識別，并可以準確懸停或繞飛，就需要引入避障技術(shù)。在無人機智能化發(fā)展過程中，常用的無人機避障技術(shù)有：（1）昊翔Typhoon H：Realsense（單目+結(jié)構(gòu)光）一般需要借助“主動立體成像原理”來對人眼的視差進行模仿，然后通過射出一束紅外光，并依靠右紅外傳感器和左紅外傳感器來對這束光的位置進行追蹤，最后借助三角定位原理來對3D圖像中的“深度”信息進行計算;（2）零度Xplorer 2：激光雷達TOF（Time of flight）測距一般是借助飛行時間法3D成像，其需要對目標連續(xù)發(fā)送光脈沖，并借助傳感器來接收從物體反射回來的光，該過程可以通過對光脈沖的飛行往返時間進行探測來計算目標距離。

2.2 通訊技術(shù)

2.2.1 4G/5G通訊技術(shù)

北京無人機聯(lián)盟與4G聯(lián)盟組織在2013年6月17日聯(lián)合舉辦了無人機聯(lián)盟與4G聯(lián)盟交流研討會，這樣不僅可以強化北京無人機聯(lián)盟和4G聯(lián)盟之間的技術(shù)交流與溝通，而且還深度挖掘了4G設(shè)備儀器與無人機機載載荷的聚焦點，以期更好的推動北京IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國移動在2015年研發(fā)了4G“超級空戰(zhàn)隊”設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)航拍影像即拍即傳。

與現(xiàn)在LTE網(wǎng)絡(luò)標準進行對比可以發(fā)現(xiàn)，5G速度提升了將近250倍，并有效推動了無線通訊行業(yè)的發(fā)展。如今，5G技術(shù)開始在智能手機、醫(yī)療設(shè)備、汽車、無人機或其他設(shè)備等越來越多的領(lǐng)域中得到廣泛應用。

2.2.2 Wifi通訊技術(shù)

德國卡爾斯魯厄理工學院在2013年研發(fā)了新型無線廣域網(wǎng)技術(shù)，其使以往最快的WiFi速度紀錄被打破，并讓1公里范圍內(nèi)的用戶下載速度達到40GB/s。與普通WiFi路由器相比，新型無線廣域網(wǎng)技術(shù)的傳輸距離更遠，范圍更廣，因此在光纖布放不方便的農(nóng)村、無人機航拍的圖片上傳等領(lǐng)域得到廣泛應用。

3 現(xiàn)代無人機技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 小型化、智能化、數(shù)字化

如今，隨著智能技術(shù)、微電子產(chǎn)業(yè)和納米技術(shù)的發(fā)展，未來無人機將會朝著體積更加小巧的方向發(fā)展，并具備隱身、自動敵我識別、人工智能控制等功能。

3.2 監(jiān)控實時化、全天候、高分辨率

借助光電、雷達等技術(shù)，無人機機載設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控信息的實時傳送，并有效提高其靈敏度和分辨率。

3.3 設(shè)計模塊化、集成化

現(xiàn)代無人機技術(shù)集飛行器、通信系統(tǒng)、各種傳感器、指揮和控制系統(tǒng)為一體。如果對其進行模塊化設(shè)計后，可以根據(jù)不同任務(wù)要求來進行隨意組裝，不僅可以滿足即裝即用和一機多用等要求，而且還可以達到攜帶方便、使用靈活的目的。

綜上所述，隨著科學技術(shù)和市場經(jīng)濟的發(fā)展，無人機具有非常廣闊的發(fā)展前景，而且在影視拍攝、航空測繪、電力巡視、農(nóng)業(yè)植保、緊急救援、災害觀測、物流運輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛的應用，并取得了比較理想的應用效果，為無人機日后的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]付博辰.簡述現(xiàn)代無人機技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].科學與信息化，2018，9（3）：74-75.

[2]田志偉，薛新宇，李林.植保無人機施藥技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].中國農(nóng)機化學報，2019，11（1）：116-117.

[3]郭書宇.輕小型無人機航攝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].數(shù)碼設(shè)計（下），2018，4（11）：167-168.