最近幾年,多旋翼無人機從興起到如今的火爆,不言而喻。伴隨著無人機附屬功能的增加也給我們帶來了從未有過的新的體驗。當然技術(shù)發(fā)展追求是無止境的,客戶永遠是挑剔的,無論哪一種驅(qū)動力都在要求這個行業(yè)不斷進步。無人機發(fā)展至今日,有哪些瓶頸制約著無人機的發(fā)展和客戶體驗?zāi)兀课覀兘璐讼M雇幌聼o人機未來的技術(shù)發(fā)展。
動力技術(shù)
最影響客戶體驗的一個問題就是無人機的動力問題,娛樂級鋰電池最多飛行半小時左右,所以行業(yè)最普遍的頭疼大事就是動力不足問題。那么未來的解決方案將將有幾個方向:
新型電池:
2015年,加拿大蒙特利爾的EnergyOr技術(shù)有限公司報道采用燃料電池的四旋翼進行了3小時43分鐘續(xù)航飛行。此外,石墨烯、鋁空氣電池、納米點電池這三項電池技術(shù)有望成為未來電池世界的希望。人們對這些新的電池技術(shù)有著十分迫切的需求。它們將首先會被應(yīng)用到手機和電動汽車,隨后可配備于多旋翼。特別最近華為宣布石墨烯電池技術(shù)的突破,也讓我們看到了欣喜和充滿了期待。
圖為采用燃料電池的EnergyOr四旋翼
混合動力:
2015年,美國初創(chuàng)公司TopFlightTechnologies報道自己開發(fā)混合動力六旋翼無人機。該六旋翼僅需要1加侖汽油,便可以飛行兩個半小時,約160公里的距離,最高負重達約9公斤。
另外,一家來自德國的公司Airstier推出了一款多旋翼。該多旋翼采用油電混合動力,有效載荷5公斤,可飛行1個小時。
TopFlightTechnologies混合動力六旋翼無人機
Airstieryeair
地面供電:
系留多旋翼,采用地面供電,通過電纜將電能源源不斷輸送給多旋翼,比如:以色列公司Skysapience旋翼。
無線充電:
來自德國柏林的初創(chuàng)公司SkySense在無人機戶外充電方面提供了一種解決方案。SkySense研發(fā)出一塊可以為無人機進行無線充電的平板。它可以進行遠程控制,無人機的降落-充電-起飛全過程可以獨立實現(xiàn),完全實現(xiàn)自動化。如果充電時間非常快,那么這項技術(shù)將會極大地幫助多旋翼進行長途飛行。
導航技術(shù)
定位技術(shù):
GPS載波相位定位。比如SwiftNavigation公司開發(fā)的Piksi;由日本東京海洋大學開發(fā)的RTKLIB開源項目(http://www.rtklib.com/)
多信息源定位:
英國軍方BAE最近公布了他們研發(fā)的名為NAVSOP的定位技術(shù)。該技術(shù)將利用包括TV、收音機、Wi-Fi等等信息定位,彌補GPS的不足。
UWB(UltraWideband,超寬帶)無線定位
SwiftNavigation公司開發(fā)的Piksi
測速技術(shù):
比較精確的測速方案是通過“視覺(光流)+超聲波+慣導”的融合。AR.Drone是最早采用該項技術(shù)的多旋翼飛行器,極大提升了飛行器的可操控性,獲得了巨大的成功。PX4自駕儀開源項目提供了開源的光流傳感器PX4Flow。該傳感器可以幫助多旋翼在無GPS情況下精確懸停。大疆公司推出的“悟”和“Phantom3”同樣采用了該項技術(shù)。
避障技術(shù):
深度相機避障技術(shù)。
聲吶系統(tǒng)避障技術(shù)。
“視覺+憶阻器”避障技術(shù)。
雙目視覺避障技術(shù)。
小型電子掃描雷達。
激光掃描測距雷達。
四維雷達:
其中的一些避障技術(shù)現(xiàn)在也已經(jīng)被運用到多旋翼無人機上,比如大疆推出的Phantom4就運用了雙目視覺避障技術(shù),但是現(xiàn)階段的避障功能遠遠沒達到理想的效果。
跟蹤技術(shù):
GPS跟蹤
視覺跟蹤
交互技術(shù)
手勢控制技術(shù):
在CES2014的展場上,有利用MYO手勢控制臂帶來控制AR.Drone2.0四旋翼的演示。
腦機接口的技術(shù):
這種技術(shù)與無人機嫁接用戶的體驗將會大幅度的提升,但是作為需要安全性較高的飛行器,這種方式目前還不成熟。它可作為一種驗證性質(zhì)的技術(shù)展示,離實際還有不少距離。
通訊技術(shù)
4G/5G通訊技術(shù):
2013年6月17日,北京4G聯(lián)盟聯(lián)合無人機聯(lián)盟組織召開了4G聯(lián)盟與無人機聯(lián)盟交流研討會。2015年,中國移動開發(fā)4G“超級空戰(zhàn)隊”設(shè)備,能支持航拍影像即拍即傳。這些都是探索無人機和4G通訊技術(shù)的融合。但是隨著5G時代的到來,這一切將發(fā)生革命性的變化。5G的速度比現(xiàn)在的LTE網(wǎng)絡(luò)標準連接速度快250倍,無論是智能手機,還是汽車、醫(yī)療設(shè)備、無人機和其他設(shè)備,都將受益于這一無線連接速度,并且5G技術(shù)將真正的幫助實現(xiàn)萬物互聯(lián)。如果無人機與5G技術(shù)融合,無人機的發(fā)展將提升一個臺階。
Wifi通訊技術(shù):
2013年,德國的卡爾斯魯厄理工學院開發(fā)出了一項新的無線廣域網(wǎng)技術(shù),打破了最快的WiFi網(wǎng)絡(luò)速度紀錄,它可以讓1公里以外的用戶每秒鐘下載40GB。由于這種設(shè)備的傳輸距離比普通WiFi路由器的覆蓋范圍要廣得多,因此這種設(shè)備很適合無人機航拍圖傳或光纖布放不方便的農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用。
芯片技術(shù)
2014年CES上,高通和英特爾展示了功能更為豐富的多軸飛行器。例如,高通CES上展示的SnapdragonCargo無人機是基于高通Snapdragon芯片開發(fā)出來的飛行控制器,它有無線通信、傳感器集成和空間定位等功能。2015年9月,據(jù)美國科技新聞網(wǎng)站Engadget報道,高通已經(jīng)為無人機市場推出了一個芯片解決方案,名為“驍龍飛行平臺”。英特爾CEOBrianKrzanich也親自在CES上演示了他們的無人機,采用了四核的英特爾凌動(Atom)處理器的PCI-express定制卡。此外,活躍在在機器人市場的歐洲處理器廠商XMOS也表示已經(jīng)進入到無人機領(lǐng)域。
3DR發(fā)表聲明與Intel英特爾共同合作開發(fā)Edison芯片,這是一種新型微型處理芯片。它只有一個硬幣的大小,卻具有個人電腦一樣的處理能力。
目前,包括IBM在內(nèi)的多家科技公司都在模擬大腦,開發(fā)神經(jīng)元芯片。而一旦類似芯片被應(yīng)用于無人機,自主反應(yīng)、自動識別有望會變得輕而易舉。
平臺技術(shù)
“Dronecode”的無人機開源系統(tǒng):
2014年10月,著名開源基金會Linux推出了名為“Dronecode”的無人機開源系統(tǒng)合作項目,將3DRobotics、英特爾、高通、百度等科技巨頭納入項目組,旨在為無人機開發(fā)者提供所需要的資源、工具和技術(shù)支持,加快無人機和機器人領(lǐng)域的發(fā)展。
Ubuntu15.04操作系統(tǒng):
Ubuntu15.04的物聯(lián)網(wǎng)版本是Ubuntu目前最小且最安全的版本,非常地精簡,適合發(fā)行家、科技專業(yè)人士與開發(fā)者使用,能夠在無人機等領(lǐng)域中使用。
Airware發(fā)布企業(yè)級無人機系統(tǒng):
Airware公司旨在通過標準化的無人機軟件系統(tǒng),幫助企業(yè)迅速、高效地完成商用無人飛行器的部署及管理。通過硬件和軟件的結(jié)合Airware成功實現(xiàn)了在一個軟件平臺上統(tǒng)一管理多個不同型號、不同品牌無人機的目標。
空管技術(shù)
2014年,Airware計劃在NASA加州基地針對不同類型的無人機(四旋翼、直升機、固定翼飛機)展開一系列的飛行和實驗室測試。
初創(chuàng)公司SkyWard正在研發(fā)一個無人機交通控制系統(tǒng),這個系統(tǒng)將讓數(shù)千無人機在城市上空飛行而不會互相碰撞。Skyward正在跟FAA和全球三大無人機制造商——國內(nèi)的大疆、美國的3DRobotics和法國的Parrot——合作以證明大量的無人機可以在擁擠的空域安全地共存。
美國航天局(NASA)同空間技術(shù)公司Exelis已經(jīng)聯(lián)手組成團隊開發(fā)無人機空中交通管制系統(tǒng)的原型產(chǎn)品。
位于美國西雅圖的Transtrex公司,發(fā)布了測試版本的無人機動態(tài)地理空間限制系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)是為了確保無人機在500英尺高度下,安全規(guī)范飛行而設(shè)計的。
在第三屆AOPA(AircraftOwnersandPilotsAssociation,航空器擁有者及駕駛員協(xié)會)國際飛行訓練展會上,中國AOPA聯(lián)合多家企業(yè)開發(fā)的針對輕小無人機的“UCloud”無人機監(jiān)管系統(tǒng)宣布上線。
雖然這些技術(shù)有些“亂花漸欲迷人眼”,相信未來的無人機帶來的不僅是客戶體驗的沖擊,也會帶來社會各個方面的改變。
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