基于互聯網的多旋翼無人機技術應用中的優點分析

摘要：基于互聯網的多旋翼無人機在民用工程中應用廣泛，至今造成多旋翼無人機技術備受關注。該文對多旋翼無人機相關的技術特點和發展優勢進行了詳細闡述。

關鍵詞：多旋翼;無人機;發展

1.多旋翼無人機研究關鍵問題

基于互聯網的多旋翼無人機技術具有效率高、非接觸等特點，隨著當今時代工程領域全球化、現代化和技術化發展，促進了新型飛行器―無人機的誕生。

多旋翼無人機領域的新技術近年來不斷突破，以及對低成本、多功能軍、民用飛行器需求不斷增長，使得載人飛行器已經無法滿足當前任務需求，尤其是長航時偵察和情報收集。在實際載人機已經被性價比較高。多旋翼無人機技術系統主要包括數據采集和數據處理兩大部分，該系統包含了密集點云匹配、點云融合與構網、無縫自動紋理映射等多項技術。

（1）近年無人機在民用和軍事領域都扮演了重要角色

根據相關的機體結構，無人機可以分為固定翼無人機、無人直升機和多旋翼無人機三種。其中，多旋翼無人機具有速度可控、垂直起降、精準懸停等優勢，已在農林植保、運輸配送、偵查監視等領域發揮了相當重要的作用。隨著多旋翼無人機性能不斷提升，在多領域都展現出廣闊的應用前景。

（2）多旋翼無人機室內定位與導航技術

傳統的無人機通常使用慣性導航系統（INS）和全球定位系統（GPS）相結合的方式實現無人機的定位與導航。但是在一些環境下，由于建筑物的遮擋或者無線電干擾等因素的存在，導致GPS信號弱，設置有的時候完全不可用，所以研究一種無GPS環境下的導航方式成為目前的研究中需要攻克的技術難題。近幾年，基于激光測距儀的定位導航技術被應用于無人機平臺上，其中典型的代表是德國Ascending Technologics GmbH公司生產的一款名為ASCTEC PELICAN的多旋翼無人機，由于特殊的機構可以攜帶更多的機載設備。

由于室內多旋翼無人機的慣性導航系統的零漂嚴重，在短時間內有很高的定位精度。但是隨著時間的延長，誤差積累使得測量精度不斷降低，不宜單獨使用，需要與其它傳感器配合使用。

2.互聯網無人機技術優點分析

（1）近40年來，該領域發展方面有計算系統和飛控、自動駕駛、通信、導航、人工智能以及地面控制系統。工程領域新技術不斷發展，有效推動了無人機發展。而航空領域進步主要表現在控制、推進和結構等方面。目前該領域正向著高安全性和長航時發展。通過改裝現有航空發動機以及尾置螺旋槳，兩行程和四行程重油發動機大都適用于無人機。渦輪噴氣、渦扇和渦槳發動機該產品主要來自現有民用航空發動機和軍用航空發動機的改進;或直接為噴氣式發動機的縮小版。這些發動機用于螺旋槳（渦槳）和噴氣（渦噴/渦扇）驅動的無人機。電機和電池的發展逐步提升了無人機效率和可靠性，尤其是對小型無人機。[1]

（2）隨著電力技術穩步發展，在汽車工業領域中燃料電池技術不斷發展，為無人機動力系統提供了新的發展機遇。太陽能的高空長航時，無人機于1998年首次成功試飛，推進了用于無人機上的太陽能電池的發展。2009年，美國“西風”無人機持續飛行88h。另一個項目—高空超長航時無人機，設計伊始便以超長航時為目標[2]。隨著大量研究在該領域不斷投入，太陽能電池效率不斷提高。太陽能電池本質上為一種發電系統，但是由于其設計、開發以及能量范圍的獨特性，使之必然成為獨特的無人機推進類型。無人機通常采用復合材料結構，該技術使機身更輕小，飛行效率更高，而其成本自然更低。為了達到不同設計點、任務航時、可探測性及飛行速度等要求，必須使用最先進的設計工具和最新的技術進行氣動布局設計[3]。系統領域發展包括先進的飛控舵機、新型防冰系統以及先進的航空電子系統。相關系統重量越來越輕，可靠性越來越高，而成本也越來越低。有效載荷主要包括傳感器、處理器、武器裝備和物資。有效載荷用于完成任務，如偵察、監視、電子對抗和武器運輸。無人機的有效載荷由無人機大小、重量和動力所決定，其中動力用于完成上文所提到的功能以及維持無人機的持續飛行狀態。

3.結論

論文詳細介紹了基于互聯網的無人機未來發展及有可能出現的發展趨勢。總之，多旋翼無人機技術正在得到深入全面廣泛的研究，預計該技術將會獲得更廣泛的研究、應用和發展。多旋翼的無人機進入民用市場的主要優勢為低成本、高可靠性、高飛行安全性以及適航認證兼容性等。

參考文獻：

[1]薛寶峰.5S 現場管理法在C公司公路施工項目管理中的應用研究[D].重慶：重慶交通大學，2018.

[2]董友文.淺談土建施工現場的有效管理策略[J].技術與市場，2014，21（08）：256-257.

[3]Dupont Q F M， Chua D K H， Tashrif A， et al. Potential applications of UAV along the construction’s value chain[J].Procedia Engineering， 2017， 182： 165-173.

作者簡介：李忠彬（1996.04-），山東交通學院本科學生。指導老師：李光