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空中贵族无人机全解析_4

  过去几个月里,人们对无人机,或无人驾驶飞行器的热情有所减退,但是在遭遇最近的隐私担忧和商用担忧之前,人们对无人机一直钟爱有加。长期以来,用于开展普通或甚至是危险任务的编程机一直是行业和监视计划的核心。无人机现在主要还是被视为小型飞行UAV,其形式也是林林总总。

  商用及私用无人机的价格大约从100美元起,但能够开展除拍照以外的其他实用任务的无人机却不太容易找到,因为现在的大多数无人机仍过于简单,缺乏更为复杂的编程能力,真空吸尘机器人也能自主地完成任务,它就是一种最入门的无人机。

  亚马逊(Amazon)力求开发无人机来投递小型包裹的项目遇到了根本性的技术难题。现如今,这项频遭诟病的项目招致了反对的声音,并沦为公关噱头,但实际上,许多支持性技术确实已经就位。问题在于,非军用无人机仍缺乏大载重升空和长距离飞行所需的动力和遥控能力。此外,本质上属于自主机器人的地面无人机目前正在开发中,尚未做好商用准备。但尽管存在着上述局限性,未来势必会开发出各种能以较低成本可靠、快速地开展简单任务的无人机。

  无人机的类型

  美军使用的飞行无人机主要是遥控飞机,它们不同于私人无人机。这些监视天眼已经被越来越多地应用于现代军事冲突中,用于俯瞰战场和关注区域。

  大部分商用无人机都采用电动旋翼,其遥控系统的控制范围有限。一些制造商正采用新兴的chmetcnvTCSC0NumberType1NegativeFalseHasSpaceFalseSourceValue4UnitNameg4G蜂窝技术来传输视频,以解决控制范围受限问题,但尽管如此,蜂窝覆盖又带来另一个待解的问题。这些商用无人机的控制系统比较类似于遥控装置;缺乏遵从预编程指令的能力。

  2015年之前,联邦航空管理局(FederalAviationAdministration)计划放松对目前已推出的商用无人机的限制,同时对开发类似于军用飞机的功能强大的空中无人机的限制也会降低。无人系统路线图(UASRoadmap)预计无人机会应用于多个领域,包括安保、运输、救灾及频谱和热分析,此外,路线图中还将广告列为UAV的潜在应用之一,而这种应用,连同监视担忧,很可能会进一步引发怀疑论者们的不安。

  地面、水上及海下无人系统目前都在开发当中。尽管我们会从常识上将无人机与航空系统联系起来,但是无人机一词却适用于任何一种无人的移动和自主系统。美国国家航空航天局(NASA)的好奇号探测车就效仿了地面无人机,同时保留了部分人为控制元素,而火星探测器也能在收到指令时做出决定。《福布斯》(Forbes)杂志中详细地介绍了无人机的术语和类型。

  无人机的零部件

  无人机和预构建模型的广泛传播催生了DIY社区。许多廉价的无人机都是以需自行组装的组件形式存在的,而具有一定电子技术经验的高级发烧友就可组装出自己的无人机。诸如Element14(国内的e络盟)这样基于自制技术的电子社区,就建起了无人机发烧友和其他新兴配件构建者协作网络。所有的无人机都有一些促成其移动和控制的基本子系统,而Raspberry-Pi,Beaglebone等微型计算机的普及则实现了对这些自制机器的编程。

  电源是其中一个关键的子系统。借助电池的驱动,无人机能够旋转空中无人机的旋翼或者操作无人机的支柱、机轮或螺旋推进器,从而在地面或水上移动。针对航空应用,轻便的充电电池绝对不可或缺,但即便是配备高性能电池,商用无人机的飞行时间也只有半小时左右。

  设计者通常采用可变速驱动的小型直流电动机为无人机供电,而在其他电源广泛投入使用之前,使用电动机的无人机的飞行时间和载重能力都将受限,这无疑会影响运送范围。另一方面,由于自重并不是影响无人机在地面和水上作业性能的重要因素,因此可打造出功能更强大的无人机。对于这些无人机而言,有效避障是设计实用系统的局限之一。一些简单无人机模型的设计者往往采用一些灵敏的传感器,例如松下所产的一些专门用于测量位置与距离,运动与加速度的产品,再配上泰科(TEConnectivity)或者莫仕(Molex)提供的互连系统,以实现传感器与上层控制系统的链接。AI的部分早期试验专注于赋予无人机以空间感,但是由于无人机开展任务的自主性更大且环境不断变化,因此导航装置的制造成本也就相应增加。

  控制系统是另一个重要的零部件,因为它让操作人员能够指挥无人机运动或者预先对机器进行指令编程。许多无人机都集成有GPS,用于指挥无人机占据位置和自主导航。无线电发射器和接收器通常为标准的遥控装置,旨在与驱动无人机的电动机配合工作。智能无人机可运行Linux或其他专为无人机技术开发的专用操作系统。

  无人机的开发

  目前,无人机主要用于监视与航拍,许多商用系统包含可拍摄静态图片与视频的高分辨率摄像头。亚马逊等网络供应商以及UPS等货运公司正在开发货物投递无人机。此外,许多当局也正计划使用无人机来监视边境和海岸,而私人无人机则能够更容易地查看人们的活动。

  开发人员预见,无人机最终可从库房领取包裹并将之送到半径十英里以内的地址。除协助网络零售商递送包裹之外,无人机还可以递送皮萨等外卖,并能挑选需要返回或修理的物件。对于犯罪预防,无人机可以在嫌犯注意不到的高度远距离间断性地跟踪嫌犯。如果发现有非法活动,它们还会提醒地面的警察。而在医疗领域,无人机可用于运送器官和血液,这并不是说没有风险,而是其便捷性和潜在成本节省较一些传统方法占有显著优势。

  将来,当开发出功能更强大的远程无人机时,这些应用全都能变成现实,但短期而言,一些递送和监视应用已经可行。无人机可在运输车中携带,而不是从库房递送。当运输车停在中心位置时,十几架无人机就可将包裹递送到周边的地址,而递送人员只需追踪这些无人机并在遇到问题时帮忙解决即可。递送量和递送速度会大大提高,而批量生产且廉价的无人机则可让此类应用变得更加经济实惠。另就监视而言,无人机可能需要更大的遥控范围,而相关技术也已经推出。

  无人机的未来

  一旦无人机具备更强大的计算功能和更持久的电源,许多人就能拥有自己的私人无人机了。也就是说,当你听到可疑声音时,就可派一架无人机去四处巡视屋内或屋外。你可使用无人机将小物品送给邻居,也可用于保障宠物和儿童的安全。据TealGroup的研究预测,到2024年,商用无人机的市场规模有望突破890亿美元。追踪在线递送的时间可精确到分钟。目前来看,无人机看似存在两个对立面,一面是高端的监视与国防应用,另一面是入门级的个人遥控玩具,而一旦达成折中和取得必要突破,无人机可能就只是日常生活的一部分而已。

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