現代無人機技術研究現狀和發展趨勢研究

王超

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

關鍵詞：現代無人機技術;現狀;發展趨勢

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

1 現代無人機技術研究現狀

無人機最早出現在軍事領域，英國于1914年就對無人機進行了研究，主要是無人靶機，側重于軍事訓練。1917年美國研發并成功試飛第一架無人機，隨后推動了無人機的快速發展，而且在對朝鮮戰爭和越南戰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展，主要用于加強我國的科學研究及國防建設，如航空攝影、軍事偵察等。如今，隨著計算機技術、無線電技術及控制技術等的發展，進一步推動了無人機的發展速度，其不僅在空中偵察、電子對抗、定位目標、監視戰場、戰況評價、散發傳單和營救飛行員等軍事領域得到廣泛應用，而且在攝影測量、大地測繪、警用安防、資源探測、環保監視等民用領域也得到廣泛應用，并取得了比較不錯的應用效果。

2 無人機涉及的技術領域

2.1 控制技術

2.1.1 導航技術

不管是在民用還是軍用領域，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

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”等有效的結合在一起，AR.Drone是多旋翼飛行器，并且是最早采用該項技術的無人機，其能夠有效提高無人機的可操控性。

2.1.3 定位技術

（1）GPS載波相位定位。如今，Swift Navigation公司所研發的Piksi和日本東京海洋大學所研發的RTKLIB開源項目都引用了GPS載波相位定位技術。（2）多信息源定位。最近英國軍方BAE研發了NAVSOP的定位技術，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

在無人機飛行過程中，為了能夠對飛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。在無人機智能化發展過程中，常用的無人機避障技術有：（1）昊翔Typhoon H：Realsense（單目+結構光）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，其需要對目標連續發送光脈沖，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

2.2.1 4G/5G通訊技術

北京無人機聯盟與4G聯盟組織在2013年6月17日聯合舉辦了無人機聯盟與4G聯盟交流研討會，這樣不僅可以強化北京無人機聯盟和4G聯盟之間的技術交流與溝通，而且還深度挖掘了4G設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產業的發展。中國移動在2015年研發了4G“超級空戰隊”設備，其能夠實現航拍影像即拍即傳。

與現在LTE網絡標準進行對比可以發現，5G速度提升了將近250倍，并有效推動了無線通訊行業的發展。如今，5G技術開始在智能手機、醫療設備、汽車、無人機或其他設備等越來越多的領域中得到廣泛應用。

2.2.2 Wifi通訊技術

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

3 現代無人機技術發展趨勢

3.1 小型化、智能化、數字化

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

3.2 監控實時化、全天候、高分辨率

借助光電、雷達等技術，無人機機載設備能夠實現監控信息的實時傳送，并有效提高其靈敏度和分辨率。

3.3 設計模塊化、集成化

現代無人機技術集飛行器、通信系統、各種傳感器、指揮和控制系統為一體。如果對其進行模塊化設計后，可以根據不同任務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，隨著科學技術和市場經濟的發展，無人機具有非常廣闊的發展前景，而且在影視拍攝、航空測繪、電力巡視、農業植保、緊急救援、災害觀測、物流運輸等領域得到了廣泛的應用，并取得了比較理想的應用效果，為無人機日后的發展奠定了良好的基礎。

參考文獻：

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