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无人机是如何组成的?

  5年前我们基本没有听说过“无人机”这个词,当你提到它是脑海中往往浮现出科幻电影中空中军事打击的画面。2015年无人机变得更为常见,并且被运用于了各个领域。无人机与传统数据搜集手段相比拥有太多的优势,相对低廉的成本使其在实际操作中可以被用来解决各种问题。无人机的售价也在逐步降低,因此无人机爱好者们也都行动起来,大约6000美元就可以购买到这样一台高端的玩意儿。

无人机是如何组成的?

现在的无人机能够自动执行任务,它们的构造可能会有差异,但是核心的组件还是一样的,无人机四个最重要的组成部分为:自动飞行装置、推动装置、传感器、负载装置。

  自动飞行装置是构成无人机的基础。作为无人机首先得做到无需人类的干预就能自主飞行。这些年“无人机”这个名称也有了滥用的现象。R/C飞行器加上4个水平旋翼再加上一个摄像头并不能被定义为无人机。无人机必须要有自主飞行的能力,自动飞行装置可谓是无人机的大脑。这部分装置监控了传感器带来的所有信息并能将信号传达给控制机械部分。

自动飞行装置的软件功能就像一个恒温器。例如如果无人机的高度被设置在了一个数值,自动飞行装置将控制着无人机保持那个高度,如果无人机实际飞得略高,自动飞行装置就会做出调整使无人机降落一点,反之亦然。自动飞行装置在实际工作过程中涉及了诸多参数,例如速度、高度、GPS定位、3D空间位置以及其他种种。

  人类对自动飞行装置的使用至少可以追溯到20世纪40年代末,当时的实验飞行器可以完全由计算机控制。现代民航中实际也运用了自动飞行装置,这样飞机就能从起飞到降落都自动控制自身。所以每次你乘坐航班时实际上都是在乘坐一架巨大的自动飞行机器。

  无人机的传感器是连接真实世界的关键,它就好比人类的眼睛、耳朵、鼻子以及其他感官部位。无人机所能感觉到的只有传感器传递到自动飞行装置的信息,就像人类对世界的概念都源于我们所看见、闻到、听到或是触碰到的事物。倘若无人机没有装备障碍躲避系统,它就在径直往一棵大树上飞去时不会做出任何躲避的调整。无人机的飞行/静态系统用于衡量实时的速度与高度,由于速度与高度的改变也会导致气压的变化,这一传感器还能够测量无人机周围的气压。通过比较飞行速度与GPS速度这一系统还能测量出风速的大小。绝大多数的无人机都会配有GPS系统,此外无人机还会配有三轴加速计,更为复杂一些的无人机则会有惯性测量元件。还有其他的一些官学感应器能够更大地增强无人机的能力,有一些光学感应器可以作为高度雷达、转发器、电压感应器、指南仪以及障碍躲避感应器。

如今无人机的推动器科技已经比较成熟,大多数无人机采用电力推动。人们最常见的无人机就是多旋翼无人机,它的每个旋翼都有电力推动,并能控制无人机保持一个正确的动力。小型交错翼无人机也采用电力推动,但是它只有一个推动力。也有大型的无人机以气体或汽油作为动气,更为高级的无人机采用的是电力与油气混合动力。

  负载装置也是无人机工程师特别关注的一点。所有的无人机都是带有目的性地飞行的,最常见的负载对象就是摄像机,因为绝大多数的无人机被用于拍摄照片或视频,例如大多数小型无人机会在支架上装载一个GoPro,而WestCoastPlacer的一架无人机则装备了很高分辨率的摄像头用以地图绘制工作。

  除了以上提及的四个关键组成部分之外,无人机还会根据需要装备镭射扫描仪、无线电、蜂窝数据网模块等。

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