01 無(wú)人機(jī)與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)
? 無(wú)人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle,UAV): 官方定義:根據(jù)《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》,無(wú)人機(jī)指的是沒(méi)有機(jī)載駕駛員、自備動(dòng)力系統(tǒng)的航空器
? 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)(Unmanned Aerial System,UAS): 2005年美國(guó)在“無(wú)人機(jī)系統(tǒng)線路圖”報(bào)告中,不再單純提“無(wú)人飛行器(UAV)”,而將“無(wú)人機(jī)系統(tǒng)”作為基本概念。從本質(zhì)上將,無(wú)人機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)以無(wú)人機(jī)為核心,包含配套設(shè)備和人員的完整生態(tài)系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)特定任務(wù)目標(biāo)。它不僅包括無(wú)人機(jī)本身,還涵蓋支持其運(yùn)行的所有軟硬件、操作流程和人員協(xié)作。所以說(shuō),完整意義上的無(wú)人機(jī)應(yīng)稱為無(wú)人機(jī)系統(tǒng)(unmanned AeriaI system,UAS)、
02 UAS四大關(guān)鍵組件
一、無(wú)人機(jī)平臺(tái)分系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)平臺(tái)”)
功能實(shí)現(xiàn):構(gòu)成無(wú)人機(jī)物理實(shí)體的核心系統(tǒng),負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)飛行功能并搭載其他設(shè)備。
包含組件:
飛行器平臺(tái)(機(jī)體) ? 固定翼、多旋翼、復(fù)合翼等機(jī)身結(jié)構(gòu) ? 起落架 / 支架(支撐起降) ? 減震裝置(減少震動(dòng)影響)
2. 飛行控制系統(tǒng)(飛控) ? 傳感器(陀螺儀、加速度計(jì)、氣壓計(jì)、GPS / 北斗模塊等) ? 控制器(飛行控制算法核心) ? 電子調(diào)速器(ESC,調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速)
3. 動(dòng)力系統(tǒng) ? 電機(jī) / 發(fā)動(dòng)機(jī)(無(wú)刷電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等) ? 螺旋槳(不同尺寸和類型的槳葉) ? 電池 / 燃料箱(鋰電池、燃油箱、氫能等)
4. 輔助結(jié)構(gòu) ? 應(yīng)急設(shè)備(降落傘、自動(dòng)返航系統(tǒng)) ? 機(jī)體外殼、框架(保障結(jié)構(gòu)強(qiáng)度)
二、信息傳輸分系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“數(shù)據(jù)鏈")
功能實(shí)現(xiàn):負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)與地面端之間的數(shù)據(jù)、圖像和指令傳輸?shù)南到y(tǒng)。
包含部件:
1. 數(shù)據(jù)鏈路設(shè)備 ? 數(shù)傳電臺(tái)(無(wú)線傳輸飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制指令) ? 中繼設(shè)備(如通信中繼無(wú)人機(jī)或地面中繼站,擴(kuò)展傳輸距離)
2. 圖像傳輸設(shè)備 ? 圖傳發(fā)射端(安裝于無(wú)人機(jī),傳輸攝像頭畫面) ? 圖傳接收端(地面端接收設(shè)備,連接顯示器或 APP)
3. 通信天線 ? 全向天線、定向天線(增強(qiáng)信號(hào)穩(wěn)定性和傳輸距離)
4. 加密模塊(部分軍用或?qū)I(yè)無(wú)人機(jī)配備,保障數(shù)據(jù)安全)
三、地面測(cè)控分系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“地面站”)
功能實(shí)現(xiàn):地面端用于操控?zé)o人機(jī)、監(jiān)控飛行狀態(tài)和規(guī)劃任務(wù)的系統(tǒng)。
包含部件:
1. 硬件設(shè)備 ? 遙控器(手動(dòng)操控?zé)o人機(jī),含搖桿、按鈕、顯示屏) ? 地面站主機(jī)(筆記本電腦、平板電腦、加固電腦等)
2. 軟件系統(tǒng) ? 飛行控制軟件(航線規(guī)劃、參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)控) ? 數(shù)據(jù)處理軟件(分析飛行數(shù)據(jù)、圖像 / 視頻處理) ? 仿真調(diào)試工具(模擬飛行環(huán)境,測(cè)試飛控算法)
3. 輔助設(shè)備 ? 電源系統(tǒng)(為地面設(shè)備供電) ? 便攜箱 / 背包(集成化地面站設(shè)備,便于攜帶)
四、任務(wù)載荷分系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“載荷”)
功能實(shí)現(xiàn):根據(jù)無(wú)人機(jī)具體任務(wù)需求搭載的專用設(shè)備,直接決定其功能屬性。
包含部件:
1. 成像與感知設(shè)備 ? 可見(jiàn)光相機(jī) / 攝像機(jī)(航拍、監(jiān)控) ? 紅外 / 熱成像相機(jī)(夜間偵查、電力巡檢) ? 激光雷達(dá)(LiDAR,地形測(cè)繪、障礙物建模) ? 毫米波雷達(dá)(氣象探測(cè)、避障)
2. 作業(yè)執(zhí)行設(shè)備 ? 噴灑裝置(農(nóng)藥箱、霧化噴頭,用于農(nóng)業(yè)植保) ? 機(jī)械臂 / 抓取裝置(物流運(yùn)輸、工業(yè)安裝) ? 播撒器(種子、物資投送)
3. 通信與電子設(shè)備 ? 通信中繼天線(擴(kuò)展地面通信覆蓋) ? 電子干擾設(shè)備(軍事用途,壓制敵方信號(hào)) ? 探照燈 / 喊話器(應(yīng)急救援、公共安全)
4. 特殊任務(wù)載荷 ? 放射性檢測(cè)儀(環(huán)境監(jiān)測(cè)) ? 氣體傳感器(空氣質(zhì)量檢測(cè)) ? 測(cè)繪設(shè)備(如 RTK 差分定位模塊,提升測(cè)繪精度)
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