基于互聯(lián)網(wǎng)的多旋翼無人機技術(shù)應用中的優(yōu)點分析

摘要：基于互聯(lián)網(wǎng)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(shù)備受關注。該文對多旋翼無人機相關的技術(shù)特點和發(fā)展優(yōu)勢進行了詳細闡述。

關鍵詞：多旋翼;無人機;發(fā)展

1.多旋翼無人機研究關鍵問題

基于互聯(lián)網(wǎng)的多旋翼無人機技術(shù)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(xiàn)代化和技術(shù)化發(fā)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(shù)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(jīng)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(jīng)被性價比較高。多旋翼無人機技術(shù)系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩大部分，該系統(tǒng)包含了密集點云匹配、點云融合與構(gòu)網(wǎng)、無縫自動紋理映射等多項技術(shù)。

（1）近年無人機在民用和軍事領域都扮演了重要角色

根據(jù)相關的機體結(jié)構(gòu)，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(yōu)勢，已在農(nóng)林植保、運輸配送、偵查監(jiān)視等領域發(fā)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(xiàn)出廣闊的應用前景。

（2）多旋翼無人機室內(nèi)定位與導航技術(shù)

傳統(tǒng)的無人機通常使用慣性導航系統(tǒng)（INS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）相結(jié)合的方式實現(xiàn)無人機的定位與導航。但是在一些環(huán)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(huán)境下的導航方式成為目前的研究中需要攻克的技術(shù)難題。近幾年，基于激光測距儀的定位導航技術(shù)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(chǎn)的一款名為ASCTEC PELICAN的多旋翼無人機，由于特殊的機構(gòu)可以攜帶更多的機載設備。

由于室內(nèi)多旋翼無人機的慣性導航系統(tǒng)的零漂嚴重，在短時間內(nèi)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(lián)網(wǎng)無人機技術(shù)優(yōu)點分析

（1）近40年來，該領域發(fā)展方面有計算系統(tǒng)和飛控、自動駕駛、通信、導航、人工智能以及地面控制系統(tǒng)。工程領域新技術(shù)不斷發(fā)展，有效推動了無人機發(fā)展。而航空領域進步主要表現(xiàn)在控制、推進和結(jié)構(gòu)等方面。目前該領域正向著高安全性和長航時發(fā)展。通過改裝現(xiàn)有航空發(fā)動機以及尾置螺旋槳，兩行程和四行程重油發(fā)動機大都適用于無人機。渦輪噴氣、渦扇和渦槳發(fā)動機該產(chǎn)品主要來自現(xiàn)有民用航空發(fā)動機和軍用航空發(fā)動機的改進;或直接為噴氣式發(fā)動機的縮小版。這些發(fā)動機用于螺旋槳（渦槳）和噴氣（渦噴/渦扇）驅(qū)動的無人機。電機和電池的發(fā)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(shù)穩(wěn)步發(fā)展，在汽車工業(yè)領域中燃料電池技術(shù)不斷發(fā)展，為無人機動力系統(tǒng)提供了新的發(fā)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(fā)展。2009年，美國“西風”無人機持續(xù)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(zhì)上為一種發(fā)電系統(tǒng)，但是由于其設計、開發(fā)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(jié)構(gòu)，該技術(shù)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(shù)進行氣動布局設計[3]。系統(tǒng)領域發(fā)展包括先進的飛控舵機、新型防冰系統(tǒng)以及先進的航空電子系統(tǒng)。相關系統(tǒng)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(jiān)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(xù)飛行狀態(tài)。

3.結(jié)論

論文詳細介紹了基于互聯(lián)網(wǎng)的無人機未來發(fā)展及有可能出現(xiàn)的發(fā)展趨勢。總之，多旋翼無人機技術(shù)正在得到深入全面廣泛的研究，預計該技術(shù)將會獲得更廣泛的研究、應用和發(fā)展。多旋翼的無人機進入民用市場的主要優(yōu)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(xiàn)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(xiàn)場的有效管理策略[J].技術(shù)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