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无人飞行器和自动避障技术研究现状

时间:2022-07-31 09:39来源:毕业论文
随着传感器和自动控制技术的快速发展,高灵敏度,高自动化的无人飞行器不断出现,大大拓宽了无人飞行器的应用领域。从最早军事领域广泛运用的军事侦察和目标锁定功能之外。无

随着传感器和自动控制技术的快速发展,高灵敏度,高自动化的无人飞行器不断出现,大大拓宽了无人飞行器的应用领域。从最早军事领域广泛运用的军事侦察和目标锁定功能之外。无人飞行器也逐步地出现民用领域的各行各业。无人机出现了前所未有的发展。谷歌、亚马逊、Facebook、腾讯、小米等互联网企业纷纷高调开展无人机业务……于是,除了航拍,无人机还渗透到了各行业,地图测绘、环保监测、交通监管、农药喷洒等领域都能见到它的身影[1]。82784

    随着无人飞行器在各行各业的广泛应用,除了续航,功能性外,无人飞行器的安全性也显得尤为重要。这在消防救援,警用拦截等特殊行业能得到体现。那么无人飞行器的障碍检测和自动避障技术的提高,就成为无人飞行器技术研究的重点。

目前,国内外众多企业与大学对无人飞行器和自动避障技术进行研究和开发,也取得了不小的成果。除了较为常见的超声波检测外,目前还有TOF(飞行时间技术)[23],TOF技术类似于超声波测距,不过将声波变成了光。无人机悬空时,TOF系统会保持每秒钟旋转2-5圈的状态。通过这一秒时间,无人机系统就可以快速扫描四周的障碍物,如果检测到障碍,就会及时作出避障反应。还有像视觉图像复合型技术[24],视觉图像复合型技术伴随着集成芯片的运算能力的提高而越来越成为无人机避障首选。通过高清摄像机拍摄帧速足够高、清晰、分辨率高的图像,借助一颗足够小而性能强大的处理器,分析每一帧图像里是否存在障碍物。再例如RealSense技术[25],RealSense技术利用微软和英特尔联合开发的RealSense 3D摄像头,利用自身的红外发射器向目标物发射光,通过定位和捕捉光的扭曲变化自动计算并构建出覆盖区域内的三维模型,并借助自身的处理器完成基础数据的整合、借助搭载设备的处理器进行更复杂的操作,从而自动调整自身以避开障碍物。

接着,我们列举几种比较有名的无人飞行器:

1 Draganflyer 

    RC玩具公司开发的Draganflyer飞行器采用的是碳纤维和高密尼龙材料做为此款飞行器的支架,重0。48千克,长9.1米,可以负重0.11千克(图1.1)。 它的控制系统是由R/C信号发射设备和板载控制芯片共同实现的。最新一版的Draganflyer飞行器为了增强在室外飞行时的平衡,特别设计了四个红外热传感装置[2]。 Draganflyer飞行器论文网

2 水母飞行器 

    一种更小的形似水母的微型可悬停飞行器完成了首次试飞。水母形状的设计,是为了解决可悬停飞行器体积过大的问题。飞行器悬停时,需要像蜜蜂一样不停的扇动翅膀,或转动足够大的旋翼。那么飞行器的体积就要被额外放大,而大型或固定翼飞行器,显然无法实现在一些狭小空间内悬停的特殊用途。

    纽约大学的Leif Ristroph提出了一种极简单的水母飞行器设计,抛弃复杂的控制系统,利用仅有的一个微型马达,上下涌动两对果蝇式的膜瓣翅膀完成悬停动作。在试飞中,水母飞行器的表现稳定,体积却只有碗口大小,并且还有缩小尺寸的空间,最终宽度可能会缩减到1厘米[3]。 水母飞行器设计

     

3  Solara 60 无线网络通讯无人机

    Titan公司在去年八月份的国际无人机系统大会上展出了一款名为Solara 60的无人机,该飞机可载重约113公斤,足以装上Internet。org的无线通讯设备来提供短消息、天气信息、维基百科、Facebook等基本网络服务。

这款如羽毛般轻盈的飞行器由复合材料制成,可飞行在近2万米的高空5年之久,覆盖整个机身的太阳能板为其提供不竭动力[4]。 Solara 60 无线网络通讯无人机 无人飞行器和自动避障技术研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_97268.html

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