楊帥 李歌 李海波 陳龍

【摘 要】無人機的全稱是"無人駕駛飛機"，原理是利用無線電遙控設(shè)備來遠(yuǎn)程操縱飛機，。小型無人機自動駕駛儀的主要元器件包括ARM處理器與MEMS傳感器件，具有精度高、效率高兩大特點。無人機的歷史已經(jīng)有一百多年，最近幾年，人們隨著自動駕駛汽車的興起，人們將眼光放到了無人機的自動駕駛上。想要讓無人機脫離人的控制自己運行，需要自動駕駛儀，本文主要介紹了無人機的發(fā)展歷程，無人機自動駕駛的發(fā)展歷程以及自動駕駛無人機未來的市場前景。[1]

【關(guān)鍵詞】無人機;自動駕駛

誕生過程：與在人的民航，軍用飛機相比，無人機的體積更小、生產(chǎn)成本更低、使用更方便等優(yōu)點，無人機的自動化是在繼汽車自動駕駛之后的又一個重大的科技進(jìn)步，在近年來收到世界的廣泛關(guān)注。無人駕駛飛機一般是以無線電進(jìn)行遙控或者由機身內(nèi)置的控制程序為主的不載人飛機。無人機的誕生可以追溯到1914年，最初在布魯克蘭茲進(jìn)行試驗和研制，實驗接連失敗兩次。終于在1927年，第一架"喉"式單翼無人機面世，由英國研制出來的第一架無人機也在英國海軍"堡壘"號軍艦上試飛成功，這一新聞驚動了當(dāng)時處于戰(zhàn)爭背景下的整個世界。[2]

發(fā)展歷程：隨著時代的發(fā)展，無人機的技術(shù)也在逐步成熟。在1933年，美國也研究出自己的無人機。但進(jìn)步較大的，是由美國陸軍研制，根據(jù)研究人員命名的“凱特林飛蟲”，這架無人機直到二戰(zhàn)結(jié)束才被美國政府向外披露出資料。

二戰(zhàn)結(jié)束后至今的七十多年來，航空技術(shù)和材料學(xué)得到發(fā)展，無人機的技術(shù)也得到發(fā)展。目前，市面上已經(jīng)擁有超過上百種無人機，無人機也已經(jīng)成為很多研究機構(gòu)的重點項目。在今年拉斯維加斯舉辦的CES展會上，英特爾公司通過游戲"無人機乒乓球"像大眾展示了一種新技術(shù)，即無人機的自動駕駛技術(shù)。這個游戲是由四個人圍住一架無人控制的無人機周圍，當(dāng)其中的一個人靠近無人機，他就會自己遠(yuǎn)離這個人，朝另外的方向移動，如果有其他人靠近，也是如此。這個游戲就像四個人在打兵乒球—自動駕駛的無人機。這個看起來讓人覺得很簡單的東西，在今年CES展會上卻吸引了絕大部分人的眼光，因為看起來輕松的操作，確是當(dāng)今世界最高尖的技術(shù)之一。整個"乒乓球"游戲中沒有人在遙控控制這架無人機，而是由它自己操控，它"看到"有人靠近，判斷之后進(jìn)行躲避。

這不僅僅是一個展會上的演示，更是自動駕駛技術(shù)在無人機領(lǐng)域的一個大進(jìn)步。自動駕駛系統(tǒng)在應(yīng)用在無人機上，對無人機的控制人員的操作有很大幫助。在作業(yè)過程中，即使是非常有經(jīng)驗的無人機操作員，也要集中大量的注意力，以避免無人機在工作過程中撞上其他東西（比如建筑，天線等），花費大量的時間完成微小的工作。而自動駕駛系統(tǒng)改善了這一問題，它可以幫助操作員在工作中把精力放在要做的事情上（比如維修，拍攝）。想要做到無人機自動駕駛，就需要安裝自動駕駛儀，自動駕駛儀主要由四個單元組成∶（1）微處理器單元;（2）GPS和慣性傳感器單元;（3）飛行狀態(tài)控制單元;（4）大氣數(shù)據(jù)傳感器單元。[3]

它的設(shè)計過程如下圖：

市場分析：

自動駕駛無人機正處于一個高速發(fā)展的時期，也是一個黃金時期。在建筑承包商，快遞行業(yè)，服裝零售行業(yè)等行業(yè)都具有很好的發(fā)展前景。[4]

建筑承包商

自動駕駛的無人機對建筑承包商和消費者都有幫助。對于消費者來說，可以用不用花費太多時間就能找到自己喜歡的建筑承包商。對于承包商來說，不必重復(fù)勘查作業(yè)，也省略了很多成本費用。

快遞行業(yè)

亞馬遜、eBay，淘寶等以網(wǎng)購為主的電子商務(wù)公司在倉儲和物流方面承擔(dān)著巨大的壓力，每天都會收到客戶催促發(fā)貨的請求。如果自動駕駛的無人機能夠投入使用，倉庫管理將得到很大的改善，本來需要一天能夠發(fā)貨的物品可能只需要一個小時就能發(fā)出去。

服裝零售行業(yè)

消費者可以在網(wǎng)上挑選喜歡的衣服，然后不用再等幾天，可能只要幾個小時，自動駕駛的無人機就會把貨物送到消費者的手上。消費者可以在自己家任意試穿，然后再把需要退貨的衣服使用無人機退貨。

度假旅游業(yè)

無論你是一個人旅行還是和家人一起旅行，度假區(qū)安排的自動駕駛的無人機，都滿足讓你全方位，多角度的拍照留念的心愿，拍下你和家人的快樂時光，給消費者帶來更好的旅行體驗。

媒體行業(yè)

無人機特殊的拍攝角度給攝影帶來很多驚喜，有了自動駕駛的無人機，專業(yè)攝影師能夠更加專心的拍攝，拍出更多好的作品。安保和執(zhí)法

警察在工作中，各種各樣的任務(wù)長期讓他們處于危險之中，如果能使用自動駕駛的無人機，相當(dāng)于多了「上帝視角」，警察就能輕易了解現(xiàn)場情況，制服罪犯。

消防員也可以使用自動駕駛的無人機搭載消防水籠頭，在火災(zāi)現(xiàn)場用更安全的操作，更小的犧牲拯救更多的生命。

目前，自動駕駛無人機行業(yè)發(fā)展還不夠成熟和完善，但整體的大環(huán)境發(fā)展趨勢較為良好。國內(nèi)自動駕駛?cè)蕴幱谘邪l(fā)測試階段，同國外相比，在技術(shù)上還具有很大的進(jìn)步空間。同時，在產(chǎn)品和市場等多個方面存在很大的可變動空間，無人機行業(yè)的商業(yè)模式也正處于初期的摸索之中。隨著自動駕駛系統(tǒng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，中國自動駕駛行業(yè)在無人機的應(yīng)用上會越來越優(yōu)秀。

我們可以肯定的是，隨著科技進(jìn)步，制作技術(shù)的提升，成本降低，將會有越來越多的人喜歡放飛這個大玩具，也會有越來越多的行業(yè)需要它，自動駕駛的無人機前景廣闊，但是也存在很多發(fā)展上的困難。除了價格因素外，依然有眾多來自消費者消費觀念上的阻力。目前最需要解決的問題，就是如何提高無人機的在大眾日常生活中的實用性，如何幫助人們更好的生活。自動駕駛技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)解決了很大一部分的門檻問題，但是無人機從一個專業(yè)性很強的設(shè)備發(fā)展到將來成為大眾都能接受的玩具還有很長的路要走。這也需要研發(fā)機構(gòu)，廠商和政府部門的多重配合配合才能水到渠成。

參考文獻(xiàn)：

[1]王智敏;王歡歡;崔敬魁;李東達(dá);四旋翼飛行器[J];橡塑技術(shù)與裝備;2016年02期

[2]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無人機動態(tài)逆自主飛行控制系統(tǒng)研究.尹彥清.2013

[3]小型無人機自動駕駛儀控制系統(tǒng)的研究.劉柱.長春理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.01

[4]無人機能飛多"高"：揭秘?zé)o人機市場的發(fā)展?jié)摿?View Point.017

（作者單位：1.78102部隊;2.空軍預(yù)警學(xué)院）