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天空下的无人机科技眼

2015-10-15 11:10:59  来源 :


       中国国际警用装备网讯:近几年,深圳民用行业发展迅速,消费者需求带动、行业领先者不断发力都推动了多旋翼无人机商业化的发展。民用多旋翼无人机市场繁荣的背后,有许多问题引人发问。民用多旋翼无人机被使用在哪些领域?民用多旋翼无人机的迅猛发展给人们的生活带来哪些影响?相关立法又该如何规范这些空中的新成员?让我们去一探究竟。
 
  简称UAV,是一种由无线遥控设备或由程序控制操纵的无人驾驶飞行器。从技术角度定义可以分为:无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇及无人伞翼机等。目前在国外多旋翼无人机的发展和应用主要集中在包裹和货物的投递、空中观察和拍照以及基于多旋翼无人机的其他应用三个方面。从20世纪飞机诞生起,考虑到驾驶飞机的安全性,人们就提出了无人驾驶飞机的想法。20世纪30年代,英国费雷尔公司将一架“女王”双固定翼飞机改造成无人靶机,开启了多旋翼无人机进入航空史的序幕。
 
  多旋翼无人机多为实用型遥控飞机,有电力驱动和燃料驱动两种方式,能够搭载探测仪器或救援物品,具有双工无线通讯和卫星导航,受地面控制,其大多数零件和飞机一样都是金属机翼,涡喷以及涡扇发动机结构较遥控飞机复杂。遥控飞机多为实验和探险用航模,追求的是原形武器的外表真实,高科技含量不高,大多是以柴油和煤油为动力,拥有较小的发动机和小涡扇发动机为动力,材料主要为符合塑料和其他轻制材料,是有一定遥控距离的玩具飞机,功能较为简单。与远程控制(RV)模型飞机不同,多旋翼无人机可以靠自动驾驶仪、靠机上的电脑系统,按照预编航线飞行,其特点是完全自主,靠自动驾驶仪飞行。
 
  民用多旋翼无人机可被用于农业探测、喷洒农药,还可以协助警方、科学家、新闻媒体从事航测等工作。此外亦可以用于其他商业用途、体育摄影、高速公路监测、大气研究、救灾等。
 
  2014年8月,谷歌秘密研发部门GoogleX有新计划曝光,该部门过去两年时间里正在从事一个名为ProjectWing的项目,即利用多旋翼无人机的快递系统。据悉,谷歌设计的这一系统部分由计算机控制,部分由人工控制。操控者可以监视多旋翼无人机正在做什么,并接管控制权。在包裹被卡住等情况下,这样的机制非常有用。
 
  谷歌表示,这些多旋翼无人机可以用于向购物者送货。在发展初期,谷歌设计了一种名为“立式垂直起落飞机”(tail sitter)的独特飞行器。它将直升机与固定翼飞机的特性融为一体,既可垂直起降,还能在一个固定的水平高度盘旋。如果用于快递行业,它就可以盘旋在空中,然后利用绞盘把包裹缓慢地投递到地面。在绳索末端还有一系列名为“蛋”的电子设备,可以探测包裹是否已经触地,从而在适当的时候将绳索断开,并收回飞行器。
 
  与所有的自动化机器人一样,多旋翼无人机送货也有三项基本任务:首先必须知道自己所在的位置,其次要确定下一步的目的地,最后还必须能通过各种控制模式到达目的地。谷歌多旋翼无人机采用了4个电动推进器,翼展约为5英尺(约合1.5米),重量不到19磅(约合8.6千克),无需跑道即可起降,但起飞的最大重量仅为22磅,这意味着甚至无法携带一台Xbox。多旋翼无人机的计算机控制系统位于尾部,而动力系统位于头部。这款多旋翼无人机还搭载了GPS、摄像头、无线电设备以及由加速计和陀螺仪构成的惯性测量传感器,帮助多旋翼无人机确定当前的姿态。
 
  2013年,亚马逊公司开始测试一个提供使用多旋翼无人机送货服务的物流项目,所有订单从发货开始预计将会在30分钟内送达仓库附近1.6公里范围内的客户手中。该项服务被亚马逊公司称为PrimeAir,通过使用8桨遥控飞行器多旋翼无人机实现鞋盒包装以下大小货物的配送。而多旋翼无人机所能携带的货物最大限重为5磅(约合2.26公斤),这已经能包括将近86%的亚马逊货物了。PrimeAir预计在四到五年内可以正式为消费者提供送货服务。
 
  2014年春天,亚马逊多旋翼无人机送货服务计划在澳大利亚悉尼进行实地测试,负责当地一个教科书租赁公司的送货业务。2015年4月,亚马逊申请了一项专利,希望无论用户身在何地,都能用送货多旋翼无人机在半小时内将包裹直接送到他们手中。美国专利局5月公布的亚马逊多旋翼无人机送货专利申请书披露了该计划的细节。根据这份文件,亚马逊的送货多旋翼无人机可从收货客户的智能手机上获取数据,从而定位该客户。此外,多旋翼无人机之间还能够进行对话,讨论天气和交通情况。而客户在确认送货时拥有多种选择,包括送至本人、家中、办公地点甚至是船上。
 
  据亚马逊最新提交的专利申请表明,亚马逊非常认真地对待这一设想,正努力克服一系列技术障碍。据亚马逊方案,亚马逊多旋翼无人机将能够实时更新行进路线,能够提取收货人智能手机信息,从而追踪收货人位置。另外,多旋翼无人机之间可以互相对话,交换天气和交通情况。不过,获得专利并非意味着方案实施后的实际情况会精确到原有方案的每个细节。亚马逊仍在努力说服美国联邦航空局,批准推广多旋翼无人机商业用途。
 
  美国联邦航空局2015年3月允许亚马逊开始在美国测试多旋翼无人机,不过飞行高度不得超过122米,而且必须在操纵者视线内飞行。
 
  2013年,美国爱达荷州农民罗伯特·布莱尔来不及等联邦航空官员制定多旋翼无人机的使用规定,就和一个朋友自行制造了装有摄像头的多旋翼无人机,用来监测他的1500英亩(合600公顷)庄稼。这架小飞机重10磅(合4.5公斤),从头到尾长5英尺(合1.5米),大概是一只火鸡的大小。布莱尔用它从空中监测自己的牛群以及种着小麦、豆子、大麦和苜蓿的庄稼地。
 
  布莱尔住在美国爱达荷州的肯德里克,距博伊西以北约274英里(合440公里),他说:“这种小型多旋翼无人机是收集庄稼和牲畜信息的极好工具,根据这些信息我们可以做出更好的决定。我们发现这种多旋翼无人机对农民的用途,这仅仅是个开始。”专家们认为,多旋翼无人机技术极为适合大型农场,而且在农村地区也不必太担心隐私和安全问题,因此,农业是多旋翼无人机最有前景的商业市场。它的用途有无限可能:在空中飞行的装置能用来挡住飞鸟、给树授粉、调查降雪来预测供水量及监测灌溉情况或者种庄稼与收庄稼的情况。
 
  美国联邦航空局并不允许多旋翼无人机的商业使用。商家和研究人员只能申请用于研发、飞行表演或飞行员培训等特殊情况或实验性质的飞行许可。
 
  


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