關(guān)于淺析無(wú)人的翱翔無(wú)人機解密的論文

　　2015年2月4日至6日，圓通速遞首次進(jìn)行無(wú)人機運送客戶(hù)包裹，并在北京、上海、廣州三地進(jìn)行公開(kāi)投送。一時(shí)間無(wú)人機物流又成為各大網(wǎng)站的頭條新聞。那么什么是無(wú)人機，它是怎么實(shí)現無(wú)人駕駛的?今天就讓我們來(lái)看看，無(wú)人機背后有著(zhù)怎樣的IT新技術(shù)在支撐。

　　無(wú)人機并非現在才有，早在戰爭中就曾有大量無(wú)人機出色的出現，電影中也不乏它的身影，只不過(guò)隨著(zhù)科技的發(fā)展，現在無(wú)人機在民用領(lǐng)域里也開(kāi)始嶄露頭角�，F在無(wú)論是婚禮拍攝、高空攝影都經(jīng)�？梢钥吹綗o(wú)人機的身影。

　　什么是無(wú)人機，無(wú)人機是一種由無(wú)線(xiàn)遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無(wú)人駕駛飛行器。對于民用無(wú)人機來(lái)說(shuō)，它和我們常見(jiàn)的航模非常類(lèi)似(不過(guò)功能更豐富)，也是一款通過(guò)地面控制系統無(wú)線(xiàn)遙控的飛行器，因此它的形狀可能和實(shí)際飛機不同，它的最大特色就是“無(wú)人駕駛”。

　　如上所述，無(wú)人機的特色主要就在于無(wú)人駕史。不過(guò)無(wú)人駕駛并不意味著(zhù)無(wú)人操控，無(wú)人機的核心其實(shí)就是其中的飛控系統，正是后臺飛控系統的存在，才可以讓無(wú)人機實(shí)現精準飛行和數據無(wú)線(xiàn)專(zhuān)輸等常見(jiàn)功能。無(wú)人機的飛控系統實(shí)際上就是一合微型電腦，由于無(wú)人機的體型都較小，因此大多使用的是嵌入式的操作系統。其中的處理核心(微型處理器)則是嵌入式芯片，如目前采用率較高的是德州儀器的MS320FF2407芯片，它的外形就和我們常見(jiàn)的CPU相似。

　　因為是嵌入式系統，因此無(wú)人機的飛控系統和我們常用的手機系統很類(lèi)似，是由一塊高集成的SOC基板組成，集成了Micro SD(用于SD卡存儲)、USB接口(用于本地數據傳輸)、GPS導航(用于空中導航)、紅外攝像機、無(wú)線(xiàn)攝像頭(用于航拍)、2.4GHz無(wú)線(xiàn)模塊(用于空中和地面數據傳輸)、陀螺儀(用于定位)等常用的組件。

　　由于無(wú)人機是在空中飛行，我們需要在地面對其操控。在無(wú)人機民用方面，我們接觸到最多的則是其中的導航和圖傳系統。比如在汪峰的求婚現場(chǎng)，要讓無(wú)人機托著(zhù)戒指飛到指定位置，操作者就要使用無(wú)人機導航系統設計好路線(xiàn)。無(wú)人機一般使用慣性導航(通過(guò)內嵌系統集成的加速度計和水平陀螺、垂直陀螺來(lái)實(shí)現)和GPS導航實(shí)現。它的功能其實(shí)和我們日常使用的汽車(chē)導航非常類(lèi)似(只不過(guò)無(wú)人機是在空中飛行)，我們只要在飛控系統中先定位好目標坐標位置，然后設計好飛行路線(xiàn)，這樣無(wú)人機就能按照指定的路線(xiàn)飛行到目標的身邊了。 無(wú)人機另外一個(gè)重要作用是航拍，在飛行指定區域后，無(wú)人機上的攝像系統就會(huì )開(kāi)始工作。因為無(wú)人機是在空中飛行，因此拍攝的數據還要傳輸到地面接收端。這里空地數據傳輸大多使用的是2.4G Hz無(wú)線(xiàn)傳輸方式。2.4GHz無(wú)線(xiàn)連接并不是什么新技術(shù)，我們平時(shí)使用的很多無(wú)線(xiàn)鼠標就是使用這種技術(shù)實(shí)現。只要發(fā)射端和接收端都有2.4Gz無(wú)線(xiàn)模塊，它們之間就可以實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)傳輸。

　　在圖傳系統中，無(wú)人機上配備一個(gè)機載的圖傳信號發(fā)射器，當無(wú)人機在空中開(kāi)始拍攝的時(shí)候，它采集到的視頻(圖像)等信號就會(huì )傳輸到機載的圖傳信號發(fā)送器，發(fā)送器通過(guò)發(fā)射2.4G Hz無(wú)線(xiàn)信號的方式傳輸數據。這樣當地面的圖傳信號接收系統收到2.4G Hz無(wú)線(xiàn)信號后，它會(huì )自動(dòng)以無(wú)線(xiàn)連接的方式和機載的圖傳信號發(fā)射器連接，讀取其中的視頻信息。接著(zhù)地面的圖傳信號接收系統再通過(guò)HDMI, USB和筆記本、顯示器等連接，這樣我們在電腦上就可以實(shí)時(shí)收到無(wú)人機拍攝的視頻了。

　　圖傳系統如果僅僅是實(shí)時(shí)監控無(wú)人機拍攝的畫(huà)面當然是不夠的，在實(shí)際操作中我們還經(jīng)常要根據實(shí)際情況對拍攝系統進(jìn)行調整�，F在很多無(wú)人機地面操控系統還可以實(shí)現對無(wú)人機的拍攝角度、焦距、光圈等進(jìn)行調整，這個(gè)遙控操作同樣主要借助2.4GHz無(wú)線(xiàn)模塊實(shí)現。當地面系統通過(guò)2.4G Hz無(wú)線(xiàn)信號和機載控制單元連接后，地面的遙控器就能向無(wú)人機上的云臺發(fā)送操作信號，從而實(shí)現各種拍攝狀態(tài)的調整。

　　無(wú)人機由于可以實(shí)現在高空無(wú)人飛行，并且可以通過(guò)地面人員的操作實(shí)現精準的飛行和降落，因此在日常生活中，無(wú)人機可以給我們帶來(lái)很多的便利。對于有一定經(jīng)濟實(shí)力且喜歡攝影的朋友，他們可以通過(guò)購買(mǎi)無(wú)人機實(shí)現之前無(wú)法實(shí)現的航拍。只要在無(wú)人機上配備好攝像機(或照相機)，然后將無(wú)人機飛到需要拍攝的空域，這樣在地面就可以輕松獲得無(wú)人機航拍的照片。

　　當然，也許你沒(méi)有實(shí)力買(mǎi)架無(wú)人機，但是隨著(zhù)無(wú)人機的普及，每個(gè)人都可以享受到無(wú)人機帶給我們的便利。像對于喜愛(ài)網(wǎng)購的用戶(hù)，現在國內的圓通、順風(fēng)快遞已經(jīng)在試驗使用無(wú)人機送貨。在不遠的將來(lái)，只要你在網(wǎng)站下單，不一會(huì )兒快遞的無(wú)人機就會(huì )將你訂購的貨物送到你面前，這樣高效的購物體驗是不是覺(jué)得很爽)，

　　總之，隨著(zhù)科技的發(fā)展，無(wú)人機一定會(huì )越來(lái)越貼近普通人的生活。你可能不會(huì )擁有一臺無(wú)人機，但是你一定會(huì )享受到無(wú)人機帶來(lái)的服務(wù)。不過(guò)對于喜歡航拍的朋友(當然包括使用無(wú)人機派送的物流公司)要注意，現階段我國對航空管制要求非常嚴格，在使用無(wú)人機時(shí)，一是要注意航空管制的空域(前段時(shí)間某測繪公司在北京未經(jīng)審批的航拍活動(dòng)就干擾了正常的民航與空軍航線(xiàn)，造成大量社會(huì )資源的浪費)，二是民用無(wú)人機活動(dòng)中使用無(wú)線(xiàn)電頻率、無(wú)線(xiàn)電設備應當遵守國家無(wú)線(xiàn)電管理法規和規定，且不得對航空無(wú)線(xiàn)電頻率造成有害干擾。

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