說起無人機,你會馬上聯想到哪些功能與應用?拍高空照片與視頻?拍電影?送貨?還有呢?
關于無人機,你覺得它離我們的生活有多遠?
事實上,在世界各地,每當自然災害的時候,無數的英雄都會參與到救災工作中,其中就包括各地的無人機運營商們。
自從“瑪利亞”颶風襲擊波多黎各之后,無人機就被廣泛用于電網恢復工作。在墨西哥城,無人機捕獲到了7.1級地震災害圖像,引起世界廣泛關注。在“厄瑪”颶風和“哈維”颶風分別襲擊佛羅里達和德克薩斯州之后,美國聯邦航空管理局批準了超過260架無人機參與到兩地的災后恢復工作。無人機積極響應災后恢復工作,檢查鐵路損壞程度、檢測石油設施、評估信號塔和檢測輸電線損壞程度,并在加速保險理賠方面發揮了巨大作用。
美國聯邦航空管理局局長michael huerta稱:“這次颶風災害恢復工作是美國無人機技術發展應用的里程碑”。無人機在這些危急時刻所發揮的作用大大提高了人們對無人機專業用途的認知,其用途也不單只是用于拍攝好萊塢電影和被用于近期正在快速發展的快餐外賣服務,而在幫助人類和社會發展上具有巨大潛力。
這也激發了設計工程師開發先進無人機電子系統的熱情。
更快的反應速度,點亮智慧城市
無人機在世界上應用廣泛,例如:在日本用于噴灑殺蟲劑,在澳大利亞用于監測海岸鯊魚,在盧旺達村莊用于投放醫療用品,在蘇格蘭用于檢查風力渦輪機,在華盛頓用于協助消防員工作。
工程師們正在為無人機開發新功能,可能很快就能實現使用無人機監測工作場所衛生安全、探測和引爆地雷、掃描倉庫庫存、定位和清理礦井鉆孔、為非連接區域提供wi-fi?、為橋梁噴漆及為飛機除冰的功能。
無人機也將在未來成為,其功能將包括指揮交通、幫助緊急救援人員和監測空氣質量。
然而,讓無人機執行任何可能的任務都需要進行關鍵性升級,例如延長電池供電時間使待機時間能夠超過標準的30分鐘以提升躲避障礙物的能力。在無人機飛行過程中,停電會引發危險,而碰撞到包括其他飛行物在內的障礙物也將對其造成危害。
更長的待機時間,更遠的飛行距離
無人機制造商需要通過先進的模擬技術、嵌入式處理器和參考設計方案來克服棘手的技術難題。
jasraj dalvi是德州儀器公司的一名工程師,他經常與世界頂尖無人機制造商打交道。他說:“盡管無人機體積很小,它們卻被數量眾多的部件所拖累”。例如,攜帶相機的無人機,就包括了以下如此之多的子系統:
·為每個系統組件供電的電池組;
·四個或更多的電子速度控制器,用于獨立控制每個螺旋槳的推力和方向變化;
·一個用于控制相機角度的平衡控制器;
·一個攝像頭模塊,用來接收拍攝圖像和視頻、發送或存儲數據的命令;
·與主控制器連接的多個視覺和傳感系統,用于探測障礙、協助降落和保持平衡;
·通過無線系統接收遠程操作員命令的飛行控制器、傳感器接口、電子調速器、攝像機和平衡環。
jasraj說:“在無人機上的電子設備越多,所需的電力就越多。”達到無人機電力需求的方法是增加電池的尺寸和重量或者提高電能利用率,使無人機變得更智能,而我們的工程師一直專注于研究第二種方法”。
但是,無人機的未來不僅僅依靠更先進的技術。
在美國,未經美國聯邦航空管理局的特許,是禁止無人機飛出遠程操作員的視野范圍之外的。隱私和空域保護方面也仍然存在問題,無人機的空中交通管制系統尚待開發。例如,在休斯敦,美國聯邦航空局警告說要對未經授權而對“哈維”颶風恢復工作帶來干擾的無人機運營商進行罰款。
盡管如此,無人機經濟市場正在蓬勃發展。
根據美國聯邦航空局最新報告,商業用戶已經登記了超過44,000架無人機,并且以每星期超過1,000架的速度遞增。該機構預計,到2021年美國商用無人機將超過420,000架。與此同時,無人機預計將產生巨大的經濟影響。基于無人機的應用可能會省去基礎設施建設、交通運輸、保險、媒體和娛樂、電信、農業、安全和采礦等行業數百億美元的勞動力和服務成本。
無人機的未來
德州儀器(ti)工程師們正在開發更先進的電子設備,以幫助無人機生產商提升其產品的效率和性能。例如:
·ti開發的新式能夠使無人機即使在黑暗、下雨或有霧的環境下也能檢測和躲避建筑物、樹木和電線。在無人機上多個點位安裝超小型傳感器能夠使之準確探測物體的范圍、速度和角度,并將這些信息及時傳回給飛行控制器。ti毫米波傳感器市場經理dennis barrett說:“德州儀器毫米波傳感器的高精度特性為無人機提供了更高的智能水平和自主能力”。該傳感器只有其他傳感器三分之一的體積和二分之一的重量,這為無人機提供了更長的電池壽命和飛行時間。
·ti電機驅動工程師也在使用我們的技術開發并優化無人機飛行控制器的設備,包括微處理器、電源管理器、無線連接和有線通信接口。來自ti的電機驅動團隊最近在上取得了突破性進展,這使得無人機設計人員能夠在現有無人機電池中增加測量、保護、平衡和充電功能,并延長飛行時間。
·ti的還能延長無人機的飛行時間,并通過提高螺旋槳轉動速率,使無人機運行更流暢、更穩定。
ti的新技術還將幫助無人機實現哪些其他的新功能?jasraj說:“將超乎人類的想象”。
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