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無人機發(fā)展趨勢和應用前景

日期：2023-12-19 08:53:41 瀏覽：727

21世紀以來的幾次高技術局部戰(zhàn)爭中，無人機頻頻亮相，從中可以看出無人機的軍事應用前景。無人機的發(fā)展從最早期的、最原始的軍用風箏“木鳶”到現代各種偵查、打擊無人機及戰(zhàn)略偵查無人機，軍用無人機經歷了翻天覆地的發(fā)展變化。
1.1無人機的發(fā)展趨勢
無人機的發(fā)展具有以下特點：
1. 網絡化
移動互聯網給無人機帶來了新機遇，降低了其操作門檻。例如，無人機手機操控模式，無人機體感操控模式等，都是借助移動互聯網技術及視景仿真技術等實現了實時飛行控制。原來需要由專業(yè)飛手操控的無人機現在操作更簡單了。早在2014年Google就收購了無人機公司TitanAerospace，目前研制成功并開始測試無人機Solara50和60，通過太陽能作動能，在近地軌道持續(xù)航行5年而不用降落，Titan通過特殊設備，最高可提供每秒高達1GB的網絡接入服務。Facebook也收購了無人機產商Ascenta，成立Connectivity Lab，開發(fā)包括衛(wèi)星、無人機在內的各自互聯網及局域網連接技術。
2. 環(huán)境綜合感知
未來無人機的發(fā)展正朝著系統(tǒng)集成綜合感知的方向發(fā)展，增強無人機的安全性和信息獲取能力。例如美軍為增強無人機全天候偵察能力，機上安裝有光電/紅外傳感器及合成孔徑雷達。捕食者無人機安裝有觀察儀、變焦彩色攝像機、激光測距儀等。目前，高端消費級無人機也安裝有環(huán)境感知組件，進一步提高了無人機環(huán)境感知和避障能力。
國產某型二元視覺感知避障無人機系統(tǒng)
3. 隱身性
為了對付日益增強的地面防空火力的威脅，許多先進的隱形技術被應用到無人機的研制上。一是采用更加隱式的外形設計，遮擋紅外信號散射，同時減小機身表面縫隙，減少雷達反射面；二是采用復合材料、雷達吸波材料和低噪聲發(fā)動機。如美軍“蒂爾”II無人機除了主梁外，幾乎全部采用了石墨合成材料，并且對發(fā)動機噴口和天線作了特殊設計，實現飛行高度在300米以上時，人耳聽不見，在900米以上時，肉眼看不見；三是采用限制紅外光反射技術，在機身表面涂上能夠吸收紅外光的特制油漆并在發(fā)動機燃料中注入防紅外輻射的化學制劑；四是光學偽裝，機身采用充電表面涂層具有變色的特性：從地面向上看，無人機具有與天空一樣的顏色；從空中往下看，無人機呈現與大地一樣的顏色。
1.2無人機應用前景
除了軍事應用領域前景廣闊，無人機在民用方面例如農業(yè)、工業(yè)、交通等領域也有了更加廣泛的應用。特別是最近10年，不論是生產企業(yè)或是消費娛樂，我國都得到了空前的發(fā)展：
（1）農業(yè)植保：中國作為農業(yè)大國，18億畝基本農田，每年需要大量的農業(yè)植保作業(yè)。植保無人機服務農業(yè)首先出現在日本、美國等發(fā)達國家，并得到了快速發(fā)展。1990年，日本YAMAHA公司率先推出世界上第一架單旋翼無人機，主要用于噴灑農藥。我國農業(yè)植保無人機首先應用于南方水稻種植區(qū)的農藥噴灑。2016年，農業(yè)植保無人機逐漸成為行業(yè)新寵，各地陸續(xù)出現使用無人機用于植保的案例。多旋翼無人機具有結構穩(wěn)定、操作簡單的優(yōu)勢，廣泛應用于農業(yè)植保、病情、疫情監(jiān)控等領域。下圖1-10為國產某型四旋翼農業(yè)植保無人機。
國產某型四旋翼農業(yè)植保無人機
（2）電力巡檢：電網是國家重要的生產、生活基礎設施。隨著輸電高壓等級和里程的不斷提高，巡線的安全、穩(wěn)定、高效運行越來越重要。輸電線路跨區(qū)分布，點多面廣，地形復雜，自然環(huán)境惡劣。電網阻斷涉及國民生產、生活，必須及時處理。傳統(tǒng)的人工巡線方法，工作量大，對山區(qū)和跨越大江大河的輸電線路的巡查交通特別困難，遇上自然災害如冰災、水災、地震、滑坡等，需要花費更長時間、更大人力成本，效果也不理想。無人機輸電巡線是一個新型的巡線手段，涉及飛行控制技術、機體穩(wěn)定控制技術、數據鏈通訊技術、現代導航技術、機載遙測遙感技術等，能夠實現高空、遠距離、快速、自行巡檢作業(yè)。裝配有高清數碼攝像設備的無人機，可沿電網進行定位自主巡航，實時傳送拍攝影像，監(jiān)控人員可在電腦上同步收看與操控，操作簡便，效率高。特別在惡劣自然環(huán)境下，如山洪暴發(fā)、地震災害等緊急情況，無人機可對線路的潛在危險，諸如塔基陷落等問題進行勘測與緊急排查，絲毫不受路面狀況影響，既免去攀爬桿塔之苦，又能勘測到人眼的視覺死角，對于安全巡檢、迅速恢復供電等很有幫助。
某型號巡線功能四軸八旋翼無人機
（3）攝影攝像：無人機搭載高清攝像機，在場景外遙控攝影、攝像，即不會干擾背景，還可以獲得地面設備難以選擇的角度。例如航空攝影，根據節(jié)目拍攝需求，在遙控操縱下從空中進行拍攝。依托精準的任務設備，無人機可以實現高清實時傳輸，其距離可長達5公里；無人機靈活機動，拍攝高度自由，可以低至一米，高至四五千米，也可實現追車、升起和拉低、左右旋轉拍攝等，極大地降低了拍攝成本?，F代影視圈使用無人機的成功案例比比皆是，如旅游娛樂節(jié)目《爸爸去哪兒》，國外經典大片《哈利·波特》《變形金剛4》等，都能從熒幕上發(fā)現無人機航拍的蹤影。此外，在大型社會活動新聞報道，如2018俄羅斯索契冬奧會報道中，無人機頻頻登場。航拍已經成為新聞、影視的重要手段。
國產某型高清航拍無人機產品宣傳圖
（4）環(huán)境保護：在環(huán)保領域，無人機應用更廣，大致可分為三種類型，一：環(huán)境監(jiān)測：觀測空氣、土壤和植被等狀況，實時快速跟蹤和監(jiān)測環(huán)境污染突發(fā)事件；二，環(huán)境執(zhí)法：環(huán)監(jiān)部門利用無人機搭載的信息采集設備在特定區(qū)域巡飛，監(jiān)測社區(qū)、企業(yè)、工廠等廢氣（水）排放，鎖定污染源；三，環(huán)境治理：利用無人機攜帶的催化劑或藥劑在空中進行噴撒，治理或消除霧霾等問題。
某型掛載環(huán)境感知設備單旋翼無人機
（5）航空快遞：無人機可實現城際間航空物流配送，也可以將鞋盒包裝大小的貨物實現有限配送，客戶只需將收件人的導航地址錄入系統(tǒng)，無人機即可起飛投遞。2015年2月6日，阿里巴巴在北京、上海、廣州三地展開為期3天的無人機送貨服務測試，使用無人機將盒裝姜茶快遞給客戶；美國的亞馬遜，中國的順豐都在緊鑼密鼓地忙著測試完善無人機快遞業(yè)務，新聞曾經報道美國達美樂pizza店，使用無人機已在英國成功地空運了首個pizza外賣；美國DHL公司使用物流無人機（Parcelcopte）已經實現了偏遠寒區(qū)無人快遞；亞馬遜宣稱用無人機30分鐘內可將其貨物送達1.6公里范圍內的客戶手中；京東貨運……
中國大型貨運無人機AT200
總之，無人機航空物流，迅猛發(fā)展，前景廣闊。
除了以上行業(yè)或部門與無人機融合產生新的行業(yè)或職業(yè)，無人機還可以進行以下業(yè)務或工作，例如確權問題：大到兩國的領土之爭，小到農村土地的確權，無人機都可上陣進行航拍。實際上，只要是涉及信息采集的行業(yè)，大多數都可以與無人機建立平臺協助，例如，高速公路定損定責、農業(yè)病蟲害監(jiān)控、礦產資源勘查等等。
據民航局官網公布的數據，2017年我國民用無人機產品產量同比增長67%，截至2018年3月23日，無人機實名登記數量已增至18萬駕以上。工信部預測：“到2020年，民用無人機產業(yè)產值要達到600億元，年均增速40%以上?！泵裼脽o人機的市場前景一致看好。
轉載：互聯網

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