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送快递用飞的?民用无人机发展技术瓶颈

作者:币游 日期:2021-03-05 16:16

  [中关村在线投影机频道原创]民用无人机送快递这已经不是什么新鲜事儿了,自从国外的亚马逊首开先河之后,国内的顺丰、圆通等快递公司也纷纷试水,但是大多只是一个噱头,并没有真正大规模应用到快递运输当中。而如今国内民用无人机的火热也大多只是一些爱好者在进行体验,例如在进行旅行的时候,带上自己的无人机就可以进行航拍,这样就能取得一个三维立体的视角。但是笔者在今天想要和大家探讨的是,为什么无人机没有在普通用户中间取得大规模的普及和应用呢?在技术上有那些制约发展的瓶颈?

  笔者在京东上也看了目前主流的一些民用无人机品牌,对于大多数普通用户来说价格普遍偏高,这就让很多想体验或是接触民用无人机产品的用户望而却步。目前,很多从事或者准备进入无人机制造的企业的普遍都认为无人机这个领域的门槛比较低,无人机飞起来很容易,但是在实际应用过程当中,往往会遇到各式各样的困难。例如:无人机遇到大风等突发天气或是电线甚至是某个部件失灵,都会让其失去运转的能力。

  近些年,我们国内出现了不少的民用无人机制造厂商,但是有不少的厂商是在组装无人机而不是创造。因为,民用无人机的核心零部件例如GPS接收器、视觉定位系统等等都可以买到,再加上合适的配件将其组装在一起,就可以制作出一架简单的无人机。但是表演容易干活难,实际飞行过程中往往会出现格式各样的问题,因为民用无人机的实质是一个集成的飞行器平台,由飞行器、视觉定位系统、飞行控制、导航、信息传输组成。因此国内的无人机制造商需要解决和突破的不仅仅是个别的关键技术,而是要进行综合设计。下面我们就一起来聊聊那些制约民用无人机发展的技术。

  在使用无人机的过程当中,经常会遇到突发情况,例如遇到糟糕的风沙天气或者是撞到横在空中的电线等,这些经常被我们忽略的东西很有可能让无人机挂掉。而一旦掉下来,如果是开阔地带还好说,最多也就是摔坏机器。然而要是再人群密集的地方,或者出现问题掉下来砸到人,后果还是挺严重的。

  那么为什么会经常出现这种状况呢?出现坠机这种情况的根源还是在于民用无人机的环境感知和防撞技术出现了问题。不能够准确的判断周围的环境情况,由于无人机的飞行高度一般都比较低,因此如果是在山区或是城市高大建筑群使用的话,一旦无人机的视觉感知系统判断错误的话,是非常容易出现碰撞失控的问题的。

  那么如何解决这类问题呢?首先就要提升视觉定位系统的精确性,目前主流的无人机采用的都是内置的视觉和超声波传感器,通过感知地面的纹理或是相对高度来实现定位飞行,然而这对于一些突发的天气状况和空中的障碍物是没有作用的。所以还要将GPS精准定位和图像导航以及物体传感器结合起来,让无人机能够对周围环境进行预判,甚至是主动调整飞行姿态以规避风险。

  除了无人机的飞行控制和视觉传导系统需要突破之外,在信息传输方面如何破解信号干扰也是民用无人机目前需要解决的一个问题。因为在飞行过程中,如果在无人机附近有频段接近的电台或是大型信号发射基站,那么和可能会出现干扰无人机无线控制和实时图像传输的信号,从而出现遥控失灵的情况。

  除此之外,极端天气,瞬时高强度降雨可能导致无人机控制和图传信号衰减,或风力较大,导致无人机无法按照预定路线飞行,跨越较多高空障碍和建筑物等,都会使控制和图传信号强度衰减。此外,由于体积限制,无人机对于信号传输系统的要求也非常多,例如要求发射机重量轻体积小,能够减少无人机载荷;还要保证在远距离也能实现准确传输信号。

  那么如何解决无人机在极端状况下的图像传输呢?最简单的办法就是采用信号加密手段,同时在控制重量的基础之上适当提高信号机的发射功率。这样对于民用无人机的信号传输而言,能够在一定程度上主动保证信号传输的准确性。

  除了视觉传输定位系统和信号传输系统制约民用无人机的发展之外,电池的续航能力也是一大问题,由于体积和重量的限制,导致民用无人机无法搭载大容量的电池,以至于市面上这些主流的民用无人机大多飞行时间都维持在半小时左右。目前,已有一些厂商采取了快速充电的做法,在一定程度上缓解了电池的续航问题,但若是想要从根本上解决飞行时间短的难题,开发高性能电池则是必由之路。

  除了电池的续航之外,无人机如果出现失灵损毁的情况,维修起来也是一个问题,而且很有可能完全坠毁而无法维修。这对于用户来说,损失巨大。那么如何解决民用无人机损控问题呢?

  有些从事无人机制造的企业已经开始开发出失控保护方案,当电池出现电量不足或是遇到突发情况导致信号中断,无人机会自动触发应急软件,自动控制无人机返航。这一点对于保护无人机而言还是非常有帮助的。


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