無人機(jī)概念及應(yīng)用現(xiàn)狀

哈琳

摘?要： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的無人機(jī)技術(shù)有了很大進(jìn)展，并在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是相較于發(fā)達(dá)國家，我國無人機(jī)的應(yīng)用仍處于起步階段，因此展開對無人機(jī)應(yīng)用前景的探索，分析無人機(jī)應(yīng)用過程中的控制管理方式，對于完善無人機(jī)的理論體系，推動無人機(jī)的深化應(yīng)用具有重要作用。

關(guān)鍵詞： 無人機(jī);應(yīng)用;控制管理;分析

【中圖分類號】S252.3?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）22-0205-01

引言：無人機(jī)，即無人駕駛航空器。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和低空空域的逐步開放，無人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣闊。隨著通信技術(shù)、傳感器等技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)作為一種低成本、高精度、操作簡便的遙感影像獲取設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，并在傳統(tǒng)測繪、數(shù)字城市建設(shè)、地理國情監(jiān)測、災(zāi)害應(yīng)急處理等方面取得了很好的效果。

1?無人機(jī)概念

無人機(jī)測繪系統(tǒng)以無人駕駛飛行器為飛行平臺，并以高分辨率數(shù)字設(shè)備為機(jī)載傳感器，將獲取高分辨率數(shù)據(jù)作為主要應(yīng)用目標(biāo)，并實現(xiàn)航跡規(guī)劃和監(jiān)控信息、數(shù)據(jù)壓縮以及自動傳輸影像預(yù)處理等多項功能。首先，無人機(jī)海洋測繪操作簡單。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，無人機(jī)技術(shù)隨之發(fā)展，無人機(jī)的操作愈發(fā)智能化和自動化，同時操作員的培訓(xùn)相對簡單，不需要培養(yǎng)專門的駕駛員。無人機(jī)配套軟件可以實現(xiàn)航線規(guī)劃、像控點(diǎn)布設(shè)數(shù)據(jù)后處理功能，在一定程度上降低了無人機(jī)的操作難度，并節(jié)省了人力、財力和時間。其次，無人機(jī)海洋測繪成本低且危險系數(shù)小，再加上無人機(jī)有著體型小的獨(dú)特優(yōu)勢，在進(jìn)行工作時消耗少。同時無人機(jī)也可以在無機(jī)場甚至無跑道的情況下飛行，降低維護(hù)費(fèi)用，減少投資，使用無人機(jī)可以深入到一些傳統(tǒng)測繪技術(shù)無法到達(dá)的危險地方，在危險性較高的區(qū)域內(nèi)展開海洋測繪工作，降低危險系數(shù)保障人身安全。再者，無人機(jī)海洋測繪能夠獲取更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的海洋測繪得出的數(shù)據(jù)有一定的偏差，而在海洋測繪工作中應(yīng)用無人機(jī)能夠得到更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，獲得高分辨率影像數(shù)據(jù)。在無人機(jī)上安裝高精度光電成像設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)傾斜成像、大面積覆蓋及垂直成像等多項功能，而得到的影像空間分辨率也能達(dá)到厘米級別，保障得到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，減少后續(xù)工作中誤差出現(xiàn)的幾率。最后無人機(jī)有著機(jī)動響應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)勢，應(yīng)用無人機(jī)開展工作有著機(jī)動靈活的優(yōu)勢且運(yùn)輸便利，方便攜帶，能夠在現(xiàn)場進(jìn)行實時拆分和組裝。

2?無人機(jī)應(yīng)用

2.1?無人機(jī)技術(shù)在礦山測繪中的應(yīng)用

無人機(jī)工作人員在接到任務(wù)時，要熟悉地形地勢、地理位置以及測量面積等，在無人機(jī)起飛之前，還要勘察測繪地區(qū)周邊的一些相關(guān)區(qū)域，然后開始執(zhí)行無人機(jī)飛行任務(wù)，根據(jù)飛行勘察到的結(jié)果，可以把測量到的地理區(qū)域合理的分成很多較小的區(qū)域，這樣的較小區(qū)域我們稱之為子區(qū)域，所以進(jìn)行無人機(jī)航拍時，設(shè)計航線圖對測量任務(wù)十分重要。相關(guān)技術(shù)工作人員在結(jié)束工作之后，要對影像數(shù)據(jù)等進(jìn)行后處理，利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的信息化處理，用平面坐標(biāo)計算數(shù)據(jù)的空三加密，把得到的不同數(shù)據(jù)重新組合起來，利用數(shù)據(jù)處理平臺重新計算，設(shè)計處理無人機(jī)測量的操作流程，提高測繪的準(zhǔn)確度，大大提高航拍相機(jī)的影像清晰度和辨識度，提升航測技術(shù)。另外，航測的相關(guān)工作人員要利用計算機(jī)軟件處理數(shù)據(jù)，并將所得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理軟件中，不斷分析數(shù)據(jù)流程，為以后采集礦山數(shù)據(jù)打下堅實的基礎(chǔ)，創(chuàng)造更好的數(shù)據(jù)處理流程。在實際操作過程中，工作人員要仔細(xì)分析具體成果精度，把得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行探究，分析用人機(jī)航測和無人機(jī)航測的數(shù)據(jù)，比較兩者之間在采集影像信息方面的區(qū)別，并結(jié)合兩者不同的飛行高度進(jìn)行研究。還有很重要的一點(diǎn)是，在研究無人機(jī)的飛行高度過程中，從多個方面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，善于運(yùn)用一切計算方法，多角度多方面的進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，進(jìn)而獲取無人機(jī)在工作過程中的具體飛行高度。

2.2?無人機(jī)海洋測繪應(yīng)用

遙感技術(shù)是海洋環(huán)境監(jiān)測的關(guān)鍵手段，隨著無人機(jī)遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，海洋環(huán)境監(jiān)測能夠得到更高分辨率的影像數(shù)據(jù)并對沙灘垃圾類型進(jìn)行自動識別，還可以在精度DEM和DOM的基礎(chǔ)上創(chuàng)建三維模型監(jiān)測海岸帶侵蝕情況、沙子質(zhì)海岸沙灘的流失情況，利用無人機(jī)航攝影像生產(chǎn)研究區(qū)的正射影像圖，隨后充分結(jié)遙感判讀方法和實際機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對如沙特阿拉伯紅海地區(qū)的等處沙灘垃圾進(jìn)行分類和檢測?，F(xiàn)階段無人機(jī)遙感技術(shù)主要應(yīng)用于海洋測繪中，主要圍繞著生產(chǎn)海島、海岸帶等區(qū)域的數(shù)字表面模型正射影像圖以及岸線修測等開展工作，其工作流程主要為數(shù)碼相機(jī)校驗、航線規(guī)劃設(shè)計、像控點(diǎn)測設(shè)、業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)處理以及成果檢查和驗收。測繪結(jié)果會受到多方面的影響，其中像控點(diǎn)測是一個關(guān)鍵要素。我國的海洋無人機(jī)航磁測量起步晚、發(fā)展歷史短，在海洋磁測、磁力傳感器以及航磁實時補(bǔ)償技術(shù)等方面與其他國家相比還存在一定差距，若想要在實際工作中進(jìn)行推廣使用則還需要將此技術(shù)進(jìn)一步完善。

2.3?無人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用

以前人們對空間上很多應(yīng)用，由于受到空域維度的限制，大都是基于空間兩維的，隨著科技的發(fā)展，無人機(jī)逐漸成熟應(yīng)用于民用領(lǐng)域。在民用方面，無人機(jī)可執(zhí)行諸多任務(wù)，現(xiàn)已用于搶險救災(zāi)、地形勘測、航道管理、線路排查、農(nóng)林植保、低空攝影測量、監(jiān)所監(jiān)控、石油化工管道監(jiān)管、電網(wǎng)運(yùn)檢維護(hù)、城市應(yīng)急救援、新聞采訪等領(lǐng)域。在航道巡航應(yīng)用中目前比較常用的主要是固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)。固定翼主要的優(yōu)勢在于續(xù)航，一般可達(dá)24小時，飛行高度也比較高。多旋翼續(xù)航較短，但更加靈活，操作更簡單。無人機(jī)遙感監(jiān)測具有分辨率高、靈活機(jī)動、響應(yīng)速度快、客觀準(zhǔn)確、不受地形地貌環(huán)境影響等優(yōu)勢和特點(diǎn)。

結(jié)語：綜上所述，關(guān)于無人機(jī)的應(yīng)用最早起始于軍事領(lǐng)域，而隨著無人機(jī)性能的優(yōu)化，造價成本降低等原因使得無人機(jī)逐漸在各種民用領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。通過分析可知，影響無人機(jī)應(yīng)用范圍以及應(yīng)用效能的主要因素在于無人機(jī)的控制管理系統(tǒng)的設(shè)置情況。當(dāng)前只有不斷優(yōu)化升級無人機(jī)的控制管理系統(tǒng)，開發(fā)其相關(guān)性能模式，才能夠確保無人機(jī)實現(xiàn)全方位的應(yīng)用，并且?guī)砀迂S富的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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