无人机应用技术-无人机应用领域及多旋翼无人机概述

一、无人机应用领域及发展趋势

1.无人机在军事方面的应用

现代军用无人机的任务范围已由传统的空中侦察、战场观察和毁伤评估等扩大到战场抑制、对地攻击、拦截巡航导弹，甚至空中格斗等领域。

（1）小型化无人机

充分发挥无人机成本低的特点，研制并大量应用小型化无人机，满足部队连、排级近程战术侦察的需求，完成战场监视、目标侦察、毁伤评估等任务。

（2）高空、高速无人机

高空、高速无人机需要新型的高空、长航动力装置，如液（气）冷式涡轮增压活塞发动机、涡轮风扇发动机、转子发动机等。它能比普通的无人机更快、更安全地执行侦察任务。

（3）隐形无人机

在飞行器的设计上采用隐形外形设计技术，在材料上采用隐形材料技术，并采用相位对消技术，减小被雷达、红外和噪声探测设备发现的概率，以提高无人机的战场生存能力。

（4）对地攻击无人机

对地攻击无人机可分为一次性攻击无人机和可重复使用攻击无人机。一次性攻击无人机在执行侦察任务时，携带攻击型战斗部，在侦察过程中发现敌方临时出现的重要目标时可进行实时攻击，无人机直接撞向目标，实现“察打结合”，充分发挥了武器装备的作战效能，减少因呼唤火力延误战机的可能性；可重复使用攻击无人机，是指在飞机外挂战斗部，通常是主动或半主动寻的导弹，当飞机发现并锁定目标后，由地面人员发出攻击指令，导弹脱离发射架，飞向目标并将其摧毁，无人机返航后，可加挂导弹再次使用。

（5）空战无人机

空战无人机的智能程度要求更高。美国虽然曾对空中格斗型无人机作了一些研制试验工作，并取得一些成效，但空中机群格斗错综复杂，存在多机控制、操纵与指挥协调，以及无人机与地面火力的协同作战等问题。

2.无人机在民用方面的应用

已经和即将使用无人机的民用领域多达40多个，如影视航拍、农业植保、海上监视与救援、环境保护、电力巡查、渔业监管、消防、城市规划与管理、气象探测、交通监管、遥感测绘、国土监察等。

（1）电力巡查

电力巡线无人机一般装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操作。

（2）农业植保

农业植保无人机利用集成了高清数码相机、光谱分析仪、热红外传感器等装置的无人机在农田上飞行，准确测算投保地块的种植面积，所采集数据可用来评估农作物风险情况、保险费率，并能为受灾农田定损，此外，无人机的巡查还实现了对农作物的监测。

（3）环境保护

无人机在环境保护领域的应用，大致可分为三种类型：一是环境监测；二是环境执法；三是环境治理。

（4）影视航拍

无人机搭载高清摄像机，在无线遥控的情况下，根据节目拍摄需求，在遥控操纵下可从空中进行拍摄。

（5）灾后救援

利用搭载了高清拍摄装置的无人机对受灾地区进行航拍，提供一手的最新影像。

（6）遥感测绘

利用无人机遥感技术，对区域情况进行查询。

二、多旋翼无人机的概述及发展

多旋翼无人机是近几年才发展起来的，历史尚浅。多旋翼无人机的发展经历了以下三个阶段。

1.理论开创阶段

多旋翼无人机理论开创于20世纪初，直升机研发之前。几家主要飞机生产商开发出在多个螺旋桨中搭乘飞行员的机型，这种设计开创了多旋翼无人机的理论。

2.加速发展阶段

近几年，随着电子技术、微机械技术以及计算机技术的迅猛发展，装配高性能压电陶瓷陀螺仪和角速度传感器的多旋翼无人机开始出现并加速发展。

3.未来发展阶段

随着芯片处理能力的进一步提高，以及更新的算法研究和人工智能技术的发展，多旋翼研究开始向智能化和编队集群等方向发展，同时多种新技术尤其是图像处理、视觉技术和虚拟现实技术等都开始陆续集成到机载系统和地面系统中。

4.多旋翼无人机的定义及分类

多旋翼无人机是一类通过多个定距桨（螺旋桨）正反旋转与转速控制提供飞行器升力、调整飞行器姿态的飞行器。

多旋翼无人机按轴数个数分为三轴、四轴、六轴、八轴甚至十八轴等；按发动机个数分为三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼甚至十八旋翼等。需要明确一点，轴和旋翼通常情况下是相同的，但也有例外。比如四轴八旋翼，它是在四轴上每个轴上下各安装一个电机构成八旋翼。