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無(wú)人機(jī)發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景

日期：2023-12-19 08:53:41 瀏覽：672

21世紀(jì)以來(lái)的幾次高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，無(wú)人機(jī)頻頻亮相，從中可以看出無(wú)人機(jī)的軍事應(yīng)用前景。無(wú)人機(jī)的發(fā)展從最早期的、最原始的軍用風(fēng)箏“木鳶”到現(xiàn)代各種偵查、打擊無(wú)人機(jī)及戰(zhàn)略偵查無(wú)人機(jī)，軍用無(wú)人機(jī)經(jīng)歷了翻天覆地的發(fā)展變化。
1.1無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
無(wú)人機(jī)的發(fā)展具有以下特點(diǎn)：
1. 網(wǎng)絡(luò)化
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)給無(wú)人機(jī)帶來(lái)了新機(jī)遇，降低了其操作門(mén)檻。例如，無(wú)人機(jī)手機(jī)操控模式，無(wú)人機(jī)體感操控模式等，都是借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及視景仿真技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)飛行控制。原來(lái)需要由專(zhuān)業(yè)飛手操控的無(wú)人機(jī)現(xiàn)在操作更簡(jiǎn)單了。早在2014年Google就收購(gòu)了無(wú)人機(jī)公司TitanAerospace，目前研制成功并開(kāi)始測(cè)試無(wú)人機(jī)Solara50和60，通過(guò)太陽(yáng)能作動(dòng)能，在近地軌道持續(xù)航行5年而不用降落，Titan通過(guò)特殊設(shè)備，最高可提供每秒高達(dá)1GB的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。Facebook也收購(gòu)了無(wú)人機(jī)產(chǎn)商Ascenta，成立Connectivity Lab，開(kāi)發(fā)包括衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)在內(nèi)的各自互聯(lián)網(wǎng)及局域網(wǎng)連接技術(shù)。
2. 環(huán)境綜合感知
未來(lái)無(wú)人機(jī)的發(fā)展正朝著系統(tǒng)集成綜合感知的方向發(fā)展，增強(qiáng)無(wú)人機(jī)的安全性和信息獲取能力。例如美軍為增強(qiáng)無(wú)人機(jī)全天候偵察能力，機(jī)上安裝有光電/紅外傳感器及合成孔徑雷達(dá)。捕食者無(wú)人機(jī)安裝有觀察儀、變焦彩色攝像機(jī)、激光測(cè)距儀等。目前，高端消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)也安裝有環(huán)境感知組件，進(jìn)一步提高了無(wú)人機(jī)環(huán)境感知和避障能力。
國(guó)產(chǎn)某型二元視覺(jué)感知避障無(wú)人機(jī)系統(tǒng)
3. 隱身性
為了對(duì)付日益增強(qiáng)的地面防空火力的威脅，許多先進(jìn)的隱形技術(shù)被應(yīng)用到無(wú)人機(jī)的研制上。一是采用更加隱式的外形設(shè)計(jì)，遮擋紅外信號(hào)散射，同時(shí)減小機(jī)身表面縫隙，減少雷達(dá)反射面；二是采用復(fù)合材料、雷達(dá)吸波材料和低噪聲發(fā)動(dòng)機(jī)。如美軍“蒂爾”II無(wú)人機(jī)除了主梁外，幾乎全部采用了石墨合成材料，并且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴口和天線(xiàn)作了特殊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)飛行高度在300米以上時(shí)，人耳聽(tīng)不見(jiàn)，在900米以上時(shí)，肉眼看不見(jiàn)；三是采用限制紅外光反射技術(shù)，在機(jī)身表面涂上能夠吸收紅外光的特制油漆并在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料中注入防紅外輻射的化學(xué)制劑；四是光學(xué)偽裝，機(jī)身采用充電表面涂層具有變色的特性：從地面向上看，無(wú)人機(jī)具有與天空一樣的顏色；從空中往下看，無(wú)人機(jī)呈現(xiàn)與大地一樣的顏色。
1.2無(wú)人機(jī)應(yīng)用前景
除了軍事應(yīng)用領(lǐng)域前景廣闊，無(wú)人機(jī)在民用方面例如農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通等領(lǐng)域也有了更加廣泛的應(yīng)用。特別是最近10年，不論是生產(chǎn)企業(yè)或是消費(fèi)娛樂(lè)，我國(guó)都得到了空前的發(fā)展：
（1）農(nóng)業(yè)植保：中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，18億畝基本農(nóng)田，每年需要大量的農(nóng)業(yè)植保作業(yè)。植保無(wú)人機(jī)服務(wù)農(nóng)業(yè)首先出現(xiàn)在日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)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(wú)人機(jī)，主要用于噴灑農(nóng)藥。我國(guó)農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)首先應(yīng)用于南方水稻種植區(qū)的農(nóng)藥噴灑。2016年，農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)逐漸成為行業(yè)新寵，各地陸續(xù)出現(xiàn)使用無(wú)人機(jī)用于植保的案例。多旋翼無(wú)人機(jī)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保、病情、疫情監(jiān)控等領(lǐng)域。下圖1-10為國(guó)產(chǎn)某型四旋翼農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)。
國(guó)產(chǎn)某型四旋翼農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)
（2）電力巡檢：電網(wǎng)是國(guó)家重要的生產(chǎn)、生活基礎(chǔ)設(shè)施。隨著輸電高壓等級(jí)和里程的不斷提高，巡線(xiàn)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行越來(lái)越重要。輸電線(xiàn)路跨區(qū)分布，點(diǎn)多面廣，地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣。電網(wǎng)阻斷涉及國(guó)民生產(chǎn)、生活，必須及時(shí)處理。傳統(tǒng)的人工巡線(xiàn)方法，工作量大，對(duì)山區(qū)和跨越大江大河的輸電線(xiàn)路的巡查交通特別困難，遇上自然災(zāi)害如冰災(zāi)、水災(zāi)、地震、滑坡等，需要花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間、更大人力成本，效果也不理想。無(wú)人機(jī)輸電巡線(xiàn)是一個(gè)新型的巡線(xiàn)手段，涉及飛行控制技術(shù)、機(jī)體穩(wěn)定控制技術(shù)、數(shù)據(jù)鏈通訊技術(shù)、現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)、機(jī)載遙測(cè)遙感技術(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)高空、遠(yuǎn)距離、快速、自行巡檢作業(yè)。裝配有高清數(shù)碼攝像設(shè)備的無(wú)人機(jī)，可沿電網(wǎng)進(jìn)行定位自主巡航，實(shí)時(shí)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(jiǎn)便，效率高。特別在惡劣自然環(huán)境下，如山洪暴發(fā)、地震災(zāi)害等緊急情況，無(wú)人機(jī)可對(duì)線(xiàn)路的潛在危險(xiǎn)，諸如塔基陷落等問(wèn)題進(jìn)行勘測(cè)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(cè)到人眼的視覺(jué)死角，對(duì)于安全巡檢、迅速恢復(fù)供電等很有幫助。
某型號(hào)巡線(xiàn)功能四軸八旋翼無(wú)人機(jī)
（3）攝影攝像：無(wú)人機(jī)搭載高清攝像機(jī)，在場(chǎng)景外遙控?cái)z影、攝像，即不會(huì)干擾背景，還可以獲得地面設(shè)備難以選擇的角度。例如航空攝影，根據(jù)節(jié)目拍攝需求，在遙控操縱下從空中進(jìn)行拍攝。依托精準(zhǔn)的任務(wù)設(shè)備，無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高清實(shí)時(shí)傳輸，其距離可長(zhǎng)達(dá)5公里；無(wú)人機(jī)靈活機(jī)動(dòng)，拍攝高度自由，可以低至一米，高至四五千米，也可實(shí)現(xiàn)追車(chē)、升起和拉低、左右旋轉(zhuǎn)拍攝等，極大地降低了拍攝成本?，F(xiàn)代影視圈使用無(wú)人機(jī)的成功案例比比皆是，如旅游娛樂(lè)節(jié)目《爸爸去哪兒》，國(guó)外經(jīng)典大片《哈利·波特》《變形金剛4》等，都能從熒幕上發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)航拍的蹤影。此外，在大型社會(huì)活動(dòng)新聞報(bào)道，如2018俄羅斯索契冬奧會(huì)報(bào)道中，無(wú)人機(jī)頻頻登場(chǎng)。航拍已經(jīng)成為新聞、影視的重要手段。
國(guó)產(chǎn)某型高清航拍無(wú)人機(jī)產(chǎn)品宣傳圖
（4）環(huán)境保護(hù)：在環(huán)保領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)應(yīng)用更廣，大致可分為三種類(lèi)型，一：環(huán)境監(jiān)測(cè)：觀測(cè)空氣、土壤和植被等狀況，實(shí)時(shí)快速跟蹤和監(jiān)測(cè)環(huán)境污染突發(fā)事件；二，環(huán)境執(zhí)法：環(huán)監(jiān)部門(mén)利用無(wú)人機(jī)搭載的信息采集設(shè)備在特定區(qū)域巡飛，監(jiān)測(cè)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(wú)人機(jī)攜帶的催化劑或藥劑在空中進(jìn)行噴撒，治理或消除霧霾等問(wèn)題。
某型掛載環(huán)境感知設(shè)備單旋翼無(wú)人機(jī)
（5）航空快遞：無(wú)人機(jī)可實(shí)現(xiàn)城際間航空物流配送，也可以將鞋盒包裝大小的貨物實(shí)現(xiàn)有限配送，客戶(hù)只需將收件人的導(dǎo)航地址錄入系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)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(kāi)為期3天的無(wú)人機(jī)送貨服務(wù)測(cè)試，使用無(wú)人機(jī)將盒裝姜茶快遞給客戶(hù)；美國(guó)的亞馬遜，中國(guó)的順豐都在緊鑼密鼓地忙著測(cè)試完善無(wú)人機(jī)快遞業(yè)務(wù)，新聞曾經(jīng)報(bào)道美國(guó)達(dá)美樂(lè)pizza店，使用無(wú)人機(jī)已在英國(guó)成功地空運(yùn)了首個(gè)pizza外賣(mài)；美國(guó)DHL公司使用物流無(wú)人機(jī)（Parcelcopte）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了偏遠(yuǎn)寒區(qū)無(wú)人快遞；亞馬遜宣稱(chēng)用無(wú)人機(jī)30分鐘內(nèi)可將其貨物送達(dá)1.6公里范圍內(nèi)的客戶(hù)手中；京東貨運(yùn)……
中國(guó)大型貨運(yùn)無(wú)人機(jī)AT200
總之，無(wú)人機(jī)航空物流，迅猛發(fā)展，前景廣闊。
除了以上行業(yè)或部門(mén)與無(wú)人機(jī)融合產(chǎn)生新的行業(yè)或職業(yè)，無(wú)人機(jī)還可以進(jìn)行以下業(yè)務(wù)或工作，例如確權(quán)問(wèn)題：大到兩國(guó)的領(lǐng)土之爭(zhēng)，小到農(nóng)村土地的確權(quán)，無(wú)人機(jī)都可上陣進(jìn)行航拍。實(shí)際上，只要是涉及信息采集的行業(yè)，大多數(shù)都可以與無(wú)人機(jī)建立平臺(tái)協(xié)助，例如，高速公路定損定責(zé)、農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害監(jiān)控、礦產(chǎn)資源勘查等等。
據(jù)民航局官網(wǎng)公布的數(shù)據(jù)，2017年我國(guó)民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)品產(chǎn)量同比增長(zhǎng)67%，截至2018年3月23日，無(wú)人機(jī)實(shí)名登記數(shù)量已增至18萬(wàn)駕以上。工信部預(yù)測(cè)：“到2020年，民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值要達(dá)到600億元，年均增速40%以上。”民用無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)前景一致看好。
轉(zhuǎn)載：互聯(lián)網(wǎng)

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