當(dāng)今世界無人機應(yīng)用在各行各業(yè),各個領(lǐng)域。應(yīng)用方案層出不窮,幾乎就是想得到做得到。但無人機平臺也多種多樣,選擇合適的無人機才能更好的完成革命任務(wù)。
一、無人機平臺
目前(Nowadays)主流的無人機有固定翼,直升機,多旋翼。
1,固定翼。
固定翼是比較主流的非主流的無人機,比較成熟,國內(nèi)做固定翼飛控的也很多。但一般應(yīng)用(application)不多,因為起降限制多,不能懸停。并且巡航條件下速度過快、要求高度(height)過高,在很大程度上無法滿足使用條件。而且降落的失事率比較高。不管是傘降,撞網(wǎng)還是滑跑降落都比較危險。而且撞網(wǎng)和傘降都相當(dāng)于 ;輕度墜機 ;對機體壽命有不可逆的負(fù)面影響,例如某軍用偵查固定翼無人機,其壽命僅有幾十個架次。民用固定翼的壽命更不樂觀。
但是其飛行過程非常安全,是自穩(wěn)定的飛行平臺,距離遠,航程大。大范圍的地圖測繪很有優(yōu)勢,在軍用攻擊無人機中也很常見。
2,直升機。
直升機也是傳統(tǒng)的無人直升機平臺,應(yīng)用也是最廣泛的。這個國內(nèi)做的很多,但是靠譜的不多。由于國內(nèi)的機體平臺和飛控算法多多少少都存在一定問題,所以可靠性高的直升機和直升機飛控一般都需要進口。國內(nèi)無人直升機魚(fish)龍混雜,有一些做的很可靠,用成熟(ripe)可靠的飛控,比如AX100或者MP2128,加上正品的直升機,可靠性近乎萬無一失;也有一些廠家仿制國外產(chǎn)品,配上航模級的飛控,雖然參數(shù)漂亮,但實際飛行的事故率讓人發(fā)指。
無人直升機的優(yōu)勢是起降方便,航速適中,可以做到隨時懸停,載荷續(xù)航都能令人滿意。如果飛控性能足夠可靠,甚至可以進行超過20公里半徑的偵查飛行,加掛紅外夜視儀后可以在夜間將地下石油管線與車輛的行蹤看得一清二楚。
而且作為植保無人機,直升機旋翼的氣流可以將藥物吹到植物的背面。效果獨一無二的好。
3,多旋翼
這是新型的一種非主流飛行器,但變得越來越主流,應(yīng)用多種多樣。優(yōu)點很明顯:起飛降落像直升機一樣方便,技術(shù)簡單,成本低廉,操作簡單,飛行震動非常小。而且可以進行一些更天馬行空的創(chuàng)造性應(yīng)用,更可以把云臺與相機頂在頭頂,去巡查橋梁的底部。龍?zhí)逗印㈣F羅坪、清江、四渡河等幾座特大型橋梁過去一直沒有辦法檢測,但今年八旋翼無人機飛上去將那些死角看個遍,發(fā)現(xiàn)了好幾處想起來令人后怕的隱患。
但是缺點同樣明顯,由于多旋翼結(jié)構(gòu)本身效率就比較低,再加上動力源只能是電池。受限于能量密度,即使裝滿電池不裝設(shè)備,續(xù)航時間也僅僅是勉強突破1小時;
而且多旋翼這個結(jié)構(gòu)就像是在天上演雜技,既不能自穩(wěn)定,也不能全維度的控制自己的動作。在有GPS信號遮蔽或者是風(fēng)切變的復(fù)雜地形,其失事率比較高。目前全球那些掉進政治敏感區(qū)域的無人機一般都是多旋翼。
另外多旋翼的植保機不但載荷不令人滿意,而且底下的氣流是亂流,用作植保噴藥的效果也不理想。
二、具體應(yīng)用
具體哪樣的無人機平臺好呢沒有好壞,只有合適。哪種合適呢?具體問題,具體分析。
1,警用,消防,偵查,海監(jiān)
這種應(yīng)用要求(demand)高可靠性,長航時。能靈活起降。目前大部分實用化的警用直升機都是AF25B油動無人直升機平臺,一般采用進口AF25B平臺,配進口的成熟飛控。不但可靠性、調(diào)查取證和空中監(jiān)察的效果非常令人滿意,而且可以投送一定重量的救災(zāi)物品,甚至防暴物品,還可以實現(xiàn)遠程喊話。
這其中比較著名的是SDI-W32H型警用直升機。據(jù)使用方介紹說一架這樣的無人直升機的巡邏能力相當(dāng)于30輛警車與150名警察。
2,植保
植保是無人機既傳統(tǒng)又新興的業(yè)務(wù)。很早就有植保無人機,但是受限于成本應(yīng)用并不廣泛,但是隨著農(nóng)作物和勞動力成本的提高以及無人機技術(shù)的成熟(ripe)。植保無人機化是一個變得越來越現(xiàn)實并且值得的事情。
一方面人工噴藥危險性大,每年都有人因此中毒;另一方面人工噴藥會對作物產(chǎn)生10%的破壞,機械噴藥產(chǎn)生20-30%的破壞,將這些損壞(sǔn huài)算進去,無人機植保的成本(Cost)某些時候可以忽略不計。
植保無人機過去建議使用廉價的無人直升機平臺,因為直升機的載荷可以接受,而且直升機旋翼下會產(chǎn)生非常好的氣流,可以將農(nóng)藥吹到植物背面。
但因為農(nóng)用機械向來比較粗狂,維護保養(yǎng)很成問題,只能力(Ability)求損失(loss)得起。而且植保多為低空手動飛行,對飛控、機體平臺震動和可靠性等的要求并不高。夠用就好。
現(xiàn)在隨著民用多旋翼技術(shù)的發(fā)展,多旋翼植保無人機在植保作業(yè)中大放異彩,因為多旋翼植保機的制造成本低,操作簡單,可以不需要專業(yè)飛手執(zhí)行任務(wù)。
值得一提的是多旋翼無人機也有向下氣流,也可以將農(nóng)藥吹撒到植物葉子的背面。當(dāng)然多旋翼的氣流要比直升機的氣流亂一些,不會有直升機那樣均勻。
3,航拍娛樂
娛樂航拍飛行是近些年興起的活動,也是無人機最早飛入尋常百姓家的一種用途。隨著微電子與電池技術(shù)的發(fā)展,廉價(解釋:指便宜的價錢)飛行器的批量生產(chǎn)成為可能。在數(shù)年前的時候航拍飛行只能使用航模直升機甚至是風(fēng)箏,但是現(xiàn)在這些活動都被多旋翼無人機所取代。
因為多旋翼無人機操作簡單,價格低廉,而且飛行震動極小。最早興起的大疆精靈,現(xiàn)在基石、零度探索者甚至蜻蜓無人機都接踵而至。這些無人機越來越便宜,越來越智能,功能越來越酷炫。從4K到跟蹤,不但極大的豐富了我們的生活,更進行了一些專業(yè)(Major)的應(yīng)用。中國制造的無人機在各戰(zhàn)火紛飛地客串偵察機就是最好的例證。
這些四旋翼飛行器雖然不夠?qū)I(yè)(Major),執(zhí)行專業(yè)任務(wù)有些勉為其難。但對于我們的生活而言,已經(jīng)足夠好玩。
4,架線巡線
架線巡線是電力、石油、天然氣(Natural gas)以及水利部門對無人機最普遍也是最傳統(tǒng)的應(yīng)用。架線和巡線應(yīng)該分開說,架線僅僅是需要飛起來將引線送到線塔上方,能懸停并投放即可,對可靠性,超視距飛行沒有要求。用多旋翼就可滿足需求。多旋翼成本低,操控簡單,真是再合適不過了。
但是需要巡線,多旋翼則有些力不從心。可靠性,續(xù)航能力都不盡如人意。一般還是使用成熟的無人直升機系統(tǒng),配合成熟的飛控。如果用進口AF25B配合可靠的飛控,可以進行雙地面站接力控制,那自主巡線距離可以達到100公里。
另外值得一提的是直升機的載荷完全可以容納夜視設(shè)備,這樣夜間巡線的效果反而比白天還要好。
5,石油管道巡線
石油管道巡線是近些年來無人機非常重要的一項業(yè)務(wù)。偷油賊行蹤隱蔽而又破壞(vandalism)性大,他們在夜間活動,埋設(shè)地下管道,使用的交通工具都是非常便宜的二手車,稍有風(fēng)吹草動就逃之夭夭。發(fā)現(xiàn)他們異常困難,可是對管道設(shè)備的破壞損失又非常大,管道管理方曾對此無可奈何。
但現(xiàn)在一些油田開始使用加掛夜視儀的無人機進行夜間巡線。效果異常好。
地下石油管線中的石油、車輛、人員由于與環(huán)境溫度存在明顯溫差,觀察起來特別明顯。無錫航拍公司的無人機航拍飛控是一個集單片機技術(shù)、航拍傳感器技術(shù)、GPS導(dǎo)航航拍技術(shù)、通訊航拍服務(wù)技術(shù)、飛行控制技術(shù)、任務(wù)控制技術(shù)、編程技術(shù)等多技術(shù)并依托于硬件的高科技產(chǎn)物,因此要能設(shè)計好一個飛控,缺少上面所述的任何一項技術(shù)都是不可能的。
目前能執(zhí)行這樣任務(wù)的只有無人直升機。而且對飛控的要求非常高,要求全自主,高可靠。之所以都使用西班牙的AX100飛控也并非是其性能參數(shù)多好,而是其雙CPU熱備份和經(jīng)過時間檢驗的高可靠。
這樣的飛行對無人機的要求很高,但一架性能良好的無人機帶來的效果(effect)也特別好。不光紅外夜視儀在夜間(yè jīan)有 ;火眼金睛 ;可以明察秋毫,而且夜間轟鳴的馬達聲和加掛的喊話設(shè)備(shèbèi)可以極大的震懾犯罪。無人直升機在夜間的石油管道(Conduit)巡線中可以選擇(xuanze)高飛隱蔽偵查,也可以低空威懾飛行,目前來看以威懾飛行為主。
6,橋梁檢測
遠距離、大范圍的常規(guī)橋梁監(jiān)測(Food Monitor)類似于巡線,仍然建議用可靠的傳統(tǒng)無人直升機系統(tǒng)。但是近距離的橋梁底面監(jiān)測則建議使用多旋翼。
因為受限于結(jié)構(gòu),只有多旋翼可以容易的將探測設(shè)備放置在機身正上方,可以實現(xiàn)對橋梁底面的檢查。這是之前直升機一直解決不了的難題。哈爾濱工程大學(xué)在國內(nèi)最早研制成功了橋梁底面檢測無人機,現(xiàn)在某公司也推出了實用化的橋梁底面檢測無人機平臺SDI-W8并且在許多坐特大橋的檢測中發(fā)揮了不可替代(用一物質(zhì)代替另一物質(zhì)(多為強者取代弱者的地位))的作用。
7,送戒指
送戒指多旋翼和迷你直升機都可以,但相對來說還是多旋翼操控更容易,外形也更科幻。但是注意不要使用那些航拍多旋翼,那些多旋翼都是航模級,傷人事故屢見不鮮,還有弄傷新娘這種悲傷的事情發(fā)生。汪峰為了上頭條而冒險可以理解,咱們平民百姓則一定要注意安全。
建議直接從玩具店買一個玩具四旋翼,撞爛飛機也傷不了人。
8,雷達標(biāo)校
雷達標(biāo)校目前而言仍然是采用成熟的進口無人直升機配合成熟的飛控,因為對于軍事研究而言可靠性永遠是第一位,因為炸機而耽誤了試驗進度得不償失,之前去過的某部隊就因為審批手續(xù)耽誤進度而頭疼不已,連二輪議價都沒有向我們發(fā)難。
而且直升機可以懸停,滯空時間也比較長。現(xiàn)有的成熟飛控也都支持GPS的載波相位差分。掛上龍伯球,再配合數(shù)傳電臺,這樣一套雷達標(biāo)校無人機系統(tǒng)可以讓昂貴且受天氣影響大的光電經(jīng)緯儀下崗。這樣的系統(tǒng)不但相對成本低,而且工作實時且連續(xù)。
9,軍事行動
美國(USA)軍將無人機廣泛用于中東等地軍事行動。
三、具體挑選無人機
1, 挑選正好滿足需求的。航拍公司是指用直升機,固定翼飛機或超輕型飛機在空中飛行過程中對實景實物,根據(jù)不同的高度、角度、多方位進行攝影,攝像。有很多手段:無人機航拍\飛艇航拍,但是載人飛機真人航拍是最好的手段,相對于其他各種遙控航拍手段來說,才是真正意義上的航拍.
飛行器性能的提升必然帶來價格(price)的大幅上漲(rise),更高級的飛機往往還意味著更復(fù)雜的維護保養(yǎng),為不必要的性能而買單沒有必要。買性能正好滿足需求,稍微留有冗余就足夠了。
2, 直升機要買帶平衡桿的。
在直升機主旋翼上邊有一根較短的橫桿,此為直升機的平衡桿。原理類似于陀螺儀,可以提高直升機的穩(wěn)定性,更不容易失控(out of control),同時也提高了抗風(fēng)能力。這個東西結(jié)構(gòu)非常簡單,但涉及到動平衡,所以對加工精度要求很高。不然那些較大型的油動直升機裝上后會適得其反。正因為如此,這根桿可以成為直升機工藝水平的標(biāo)桿。
3, 挑選銷售專業(yè)的。
在具體考察備選的無人機系統(tǒng)時,首先打交道的就是銷售。無錫航拍公司為了讓航拍照片穩(wěn)定,有的時候會使用如Spacecam等高級攝影設(shè)備,它利用三軸陀螺儀穩(wěn)定功能,提供高質(zhì)量的穩(wěn)定畫面,甚至在長焦距鏡頭下也非常穩(wěn)定。 航拍圖能夠清晰的表現(xiàn)地理形態(tài),因此除了作為攝影藝術(shù)的一環(huán)之外,也被運用于軍事、交通建設(shè)、水利工程、生態(tài)研究、城市規(guī)劃等方面。只有專業(yè)的銷售才知道怎么滿足客戶的需求。反過來說,專業(yè)的公司自然能培養(yǎng)出靠譜的銷售。如果銷售不專業(yè),只靠抹黑對手營銷,這個公司的整體水平也就可想而知。
4, 挑選貴的。
當(dāng)選定了需要的無人機類型之后,貨比三家之后如何決定呢?我建議買貴的。 ;一分錢一分貨 ,是最基本的經(jīng)濟學(xué)原理(基本的規(guī)律),貴總有貴的道理,尤其飛機這種復(fù)雜機械,貴的機型細節(jié)用料好一些,可靠性也就好一些。對于大部分非專家級的用戶來說買貴的不會錯。即使有整個專家團隊的競標(biāo),在競標(biāo)打分時低于平均價的競品也會倒扣分。太便宜的東西肯定有問題。