cookieOptions = {...}; .無人機技術說透了關鍵就這七大點 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

智慧生活設計事務所


2017年2月3日 星期五


7 BEST DRONES in 2017 ~ [Drone With Camera] ➤1


來源:電子發燒友網


無人駕駛飛機簡稱「無人機」,英文縮寫為「UAV,Unmanned Aerial Vehicle」,是利用無線電遙控設備,和自備的程序控制裝置,操縱的不載人飛行器。

當前,無人機的市場規模,正在以一種不可思議的速度擴增,創業者們如同鳥群一樣紛紛進場,行業競爭日趨白熱化。然而,無人機現在可能並不是一門好做的生意,短期內,無人機企業大多數看重的是供應鏈整合、行銷。但長遠來看,還是技術為王。

無人機市場藍海雖大,分一杯羹卻並不容易。下面,就為大家介紹幾款無人機,及未來無人機技術突破點,還有一些無人機SOC系統。

  
  
零度智控:口袋無人機 DOBBY
DOBBY口袋無人機,是零度智控的首款消費級產品,這款小型智慧無人機的問世,意味著今後用戶可以實現,將無人機隨身裝在口袋裡,想拍攝的時候拿出來隨時可以放飛。

有關評論指出,DOBBY實際上做了兩件重要的事,其一是變小,讓無人機隨身攜帶成為可能;其二是智慧化,它帶來的結果是通過簡單的操作,就能完成高難度的拍攝。

除了這一基本用途外,它還能實現對人或物體的一鍵智慧追蹤拍攝,以及專業攝影師借助雲梯,才能實現的一鍵拉高拉遠影像錄製,堪稱小型隨身攝影師。


Aerix:號稱世上最小的VR無人機
目前市面上已有不少廠家,將無人機與VR結合在一起,但比巴掌還小,能在室內竄的微型版VR無人機,你見過嗎? Aerix就是一家專注微型無人機市場的公司,該公司曾發佈微型競速無人機BlackTalon獲得不少好評,但Black Talon當時採用的是LCD顯示器。如今Aerix靈機一動,將VR設備加入微型無人機,顯然帶來了新的思路。

這款號稱世上最小的高清VR無人機,機身規格僅為4.3x4.3x2.5釐米,最遠飛行距離可以達到30米,還能進行360度旋轉,還可以將錄製的影像,傳輸到配套的Aerix虛擬現實頭戴設備上。並且用戶完全不必擔心無人機墜毀,或者打破室內的東西,它們非常小,不會造成任何傷害。


Parrot:可射擊迷你家庭無人機
法國無人機廠牌Parrot近日發佈了新型玩具無人機Mambo。據悉,該無人機不但可裝上機械爪鉗來夾取物件,還可加裝炮塔發射彈珠,為無人機衍生出更有趣的玩法。

兩款組件任意搭配ParrotMambo的機身淨重為63克,550毫安電池續航時間7-9分鐘,另外搭配加速度計、陀螺儀、壓力傳感器(海拔無人機控制),或超音(飛行高度分析)和一個VGA攝影機。可執行多方位翻轉打圈的特技飛行動作,易於操縱,小巧的機身適合兒童進行對抗遊戲。

那無人機要想實現突破,關鍵技術點在哪?
一、動力技術



續航能力是目前限制無人機發展的重大障礙,消費級多旋翼續航時間基本在20min左右,用戶外出飛行不得不攜帶多塊電池備用,造成使用作業的極大不便。無人機必須在動力方面實現突破,才能走上新的革命性高度。

1.新型電池
2015年,來自加拿大蒙特利爾的Energy Or技術有限公司,報導採用燃料電池的四旋翼,進行了3小時43分鐘續航飛行。此外,石墨烯、鋁空氣電池、奈米電池這三項電池技術,有望成為未來電池世界的希望。

人們對這些新的電池技術,有著十分迫切的需求。它們將首先會被應用到手機和電動汽車,隨後可配備於多旋翼。

2.混合動力
2015年,美國初創公司Top Flight Technologies報導自己開發混合動力六旋翼無人機。該六旋翼僅需要1加侖汽油,便可以飛行兩個半小時,約160公里的距離,最高負重達約9公斤。另外,一家來自德國的公司AirsTIer推出了一款多旋翼。該多旋翼採用油電混合動力,有效載荷5公斤,可飛行1個小時。

3.地面供電
採用地面供電的系留多旋翼,通過電纜將電能源源不斷輸送給多旋翼,可以極大提升多旋翼的滯空時間。比如:以色列公司Skysapience旋翼。

4.無線充電
無線充電技術已經在手機、電動牙刷等電子產品上實現市場化,並正在電動汽車領域開展深入應用。來自德國柏林的初創公司SkySense在無人機戶外充電方面,提供了一種解決方案:研發出一塊可以為無人機進行無線充電的平板。

SkySense的最大特點是可以進行遠端控制,無人機的降落—充電—起飛全過程可以獨立實現,不需要有人在現場進行干預和輔助。如果充電時間更快,那麼無線充電技術,將會極大地幫助多旋翼進行長途飛行。

二、導航技術
無人機準確地知道自己「在哪兒」、「去哪兒」,幾乎是類似於人類「從哪裡來、到哪裡去」的哲學問題,在無人機的任何發展階段都是繞不開的問題。


1.定位技術
(1)GPS載波相位定位
目前正在這方面開展研究的項目有:SwiftNavigaTIon公司開發的Piksi;日本東京海洋大學開發的RTKLIB開源項目。

(2)多訊息源定位
英國軍方BAE最近公佈了他們研發的名為NAVSOP的定位技術。該技術將利用包括TV、收音機、Wi-Fi等等信息定位,彌補GPS的不足。

(3)UWB(Ultra Wideband,超寬頻)無線定位

2.測速技術
目前公認的比較精確的測速方案,是通過「視覺(光流)+超音波+慣導」的融合。AR.Drone是最早採用該項技術的多旋翼飛行器,極大提升了飛行器的可操控性,獲得了巨大的成功。

PX4自駕儀開源項目,提供了開源的光流傳感器PX4Flow。該傳感器可以幫助多旋翼,在無GPS情況下精確懸停。大疆公司推出的「悟」和「Phantom3」、「Phantom4」同樣採用了該項技術。

3.避障技術
讓飛行中的無人機「長眼睛」,能夠辨識飛行路徑上的障礙物,並準確繞飛或懸停,是實現無人機智慧化的重要一步。未來無人機避障技術,將在這些方面實現突破:

(1)深度攝影(相)機避障技術;

(2)聲納系統避障技術;

(3)「視覺+憶阻器」避障技術;

(4)雙目視覺避障技術;

(5)小型電子掃描雷達;

(6)雷射掃描測距雷達;

(7)四維雷達。

4.跟蹤技術
識別目標並進行跟蹤飛行,減輕使用者的操作負擔,並能夠利用無人機執行特殊環境條件下的特殊任務。智慧跟蹤主要有:

(1)GPS跟蹤;

(2)視覺跟蹤。

目前在大疆Phantom4等先進機型上,這些技術都已經有所體現。

三、交互技術
無人機目前主要通過遙控器進行飛行控制,需要專業訓練,具有一定的侷限性。隨著新技術的發展,無人機應簡化對操作人員的要求,提升用戶體驗。


1. 手勢控制技術
手勢交互是一種未來人機交互的趨勢,目前在精確度上存在挑戰。在CES2014的展場上,有利用MYO手勢控制臂帶,來控制AR.Drone2.0四旋翼的演示。

2. 腦機接口技術
近年來,科研人員在多個領域都運用到了BCI(Brain Computer Interface,腦機接口技術)技術,科員人員運用該技術製作新型玩具、為殘障人製作義肢。作為需要安全性較高的飛行器,這種方式目前還不成熟。它可作為一種驗證性質的技術展示,離實際還有不少距離。

四、通訊技術
1. 4G/5G通訊技術
2013年6月17日,北京4G聯盟聯合無人機聯盟組織,召開了4G聯盟與無人機聯盟交流研討會,旨在加強北京4G聯盟和無人機聯盟之間技術交流,尋找無人機機載載荷,與4G設備儀器的聚焦,促進北京市資訊產業發展。


2015年,中國移動開發4G「超級空戰隊」設備,能支持航拍影像即拍即傳。5G的速度比現在的LTE網路標準連接速度快250倍,它標誌著無線行業的一個新的里程碑。無論是智慧手機,還是汽車、醫療設備、無人機和其他設備,都將受益於這一無線連接速度。

2. Wifi通訊技術
2013年,德國的卡爾斯魯厄理工學院,開發出了一項新的無線廣域網技術,打破了最快的WiFi網路速度紀錄,它可以讓1公里以外的用戶,每秒鐘下載40GB。

由於這種設備的傳輸距離,比普通WiFi路由器的覆蓋範圍,要廣得多,因此這種設備很適合無人機航拍圖傳,或光纖佈設不方便的偏鄉地區應用。

五、晶片技術
1. 2014年CES上,高通和英特爾展示了功能、更為豐富的多軸飛行器。例如,高通CES上展示的Snapdragon Cargo無人機,是使用高通Snapdragon晶片,開發出來的飛行控制器,它有無線通信、傳感器整合和空間定位等功能。


2015年9月,據美國科技新聞網站Engadget報導,高通已經為無人機市場,推出了一個晶片解決方案,名為「驍龍飛行平台」。

英特爾CEOBrianKrzanich也親自在CES上,演示了他們的無人機,採用了四核的英特爾凌動(Atom)處理器的PCI-express訂製卡。此外,活躍在在機器人市場的歐洲處理器廠商,XMOS也表示已經進入到無人機領域。

2. 3DR發表聲明,與Intel英特爾共同合作開發Edison晶片,這是一種新型微型處理晶片。它只有一個硬幣的大小,卻具有個人電腦一樣的處理能力。

3. 目前,包括IBM在內的多家科技公司,都在模擬大腦,開發神經元晶片。而一旦類似晶片被應用於無人機,自主反應、自動辨識有望會變得輕而易舉。

六、平台技術



1.「Dronecode」的無人機開源系統
2014年10月,著名開源基金會Linux,推出了名為「Dronecode」的無人機開源系統合作項目,將3DRoboTIcs、英特爾、高通、百度等科技巨頭納入項目組,旨在為無人機開發者,提供所需要的資源、工具和技術支持,加快無人機和機器人領域的發展。

2. Ubuntu15.04操作系統
Ubuntu15.04的物聯網版本,是Ubuntu目前最小、且最安全的版本,非常地精簡,適合發行家、科技專業人士與開發者使用,能夠在無人機等領域中使用。

3. Airware發佈企業級無人機系統
Airware公司旨在透過標準化的無人機軟體系統,幫助企業迅速、高效地,完成商用無人飛行器的部署及管理——該系統已於日前正式發佈,通過硬體和軟體的結合,Airware成功實現了在一個軟體平台上,統一管理多個不同型號、不同品牌無人機的目標。

目前,Airware產品已獲得兩家合作夥伴的採納,分別為通用電氣(也同時是Airware的投資者)和Infinigy。Infinigy是一家通訊公司。

七、控管技術



1. 2014年,Airware計劃在NASA加州基地針,對不同類型的無人機(四旋翼、直升機、固定翼飛機),展開一系列的飛行,和實驗室測試。

2. 初創公司SkyWard正在研發一個無人機交通控制系統,這個系統將讓數千無人機在城市上空飛行,而不會互相碰撞。Skyward正在跟FAA和全球三大無人機製造商——美國的3D RoboT Ics和法國的Parrot、中國的大疆——合作以證明大量的無人機,可以在擁擠的空域安全地共存。

3. 美國太空總署(NASA)與空間技術公司Exelis,已經聯手組成團隊,開發無人機空中交通管制系統的原型產品。

4. 位於美國西雅圖的Transtrex公司,發佈了測試版本的無人機動態地理空間限制系統軟體。該系統是為了確保無人機在500英尺高度下,安全規範飛行而設計的。

5. 在第三屆AOPA(Aircraft Owners and Pilots Association,航空器擁有者及駕駛員協會)國際飛行訓練展會上,中國AOPA聯合多家企業開發的針對輕小無人機的「UCloud」無人機監管系統宣佈上線。

最後介紹幾種無人機SOC系統
高通驍龍Flight
驍龍Flight是一塊高度優化的58x40mm開發板,專門針對消費級無人機和機器人應用而設計。

驍龍Flight包含一顆驍龍801SoC(由四顆主頻為2.26GHz的核心組成),支持GPS、4K影像拍攝、強勁的連接性,以及先進的無人機軟體和開發工具,雙通道Wi-Fi和藍牙模組,支持即時飛行控制系統,擁有全球導航衛星系統(GNSS)接收器,支持4K影像處理,支持快速充電技術,而這一切全被整合在一張名片大小的主板上。帶來了最先進的行動技術,以打造全新級別的消費級無人機。

2016年起,採用高通晶片平台的無人機,可能會越來越多,這種一體化的晶片平台,也會大大加快無人機的研發和製造。據報導,高通已經推出了這樣的晶片配套方案,名為「驍龍飛行平台」,整合了無人機飛行和工作需要用到的處理器、通信晶片、飛行控制晶片,以及高空拍攝晶片。這一平台甚至可以支持超高清影像的拍攝。

英特爾凌動(Atom)
英特爾展示了採用英特爾實感技術的Yuneec Typhoon H,內置了高達6個英特爾的「RealSense」3D攝影機,採用了四核的英特爾凌動(Atom)處理器的PCI-express訂製卡,來處理距離遠近與傳感器的即時資訊,以及如何避免近距離的障礙物。

至於遠距離的3D攝影機,Intel使用「主動立體成像原理」,它模仿了人眼的「視差」原理,通過打出一束紅外線光,以左紅外線傳感器和右紅外線傳感器,追蹤這束光的位置,然後用三角定位原理,來計算出3D圖像中的「深度」資訊。

三星Artik5
三星在無人機產品線上推出了Artik5晶片,搭載1GHzARM雙核ARMCortex-A7處理器(Mali400MP2GPU),搭配的是512MB LPDDR3內存,以及4GeMMc閃存。支持Wi-Fi、低功耗藍牙,支持802.11b/g/n。此外,該晶片還能對解碼H.264等格式720p30fps的影像進行解碼,並提供了Trust Zone。

中國自產聯芯LC1860
值得一提的是中國國產晶片聯芯LC1860,目前已經被包括大疆精靈4、零度智控1代採用。

LC1860支持LTE-TDD/LTE-FDD/TD-SCDMA/WCDMA/GGE五模,集成4+1個CortexA71.5GHzCPU、雙核GPUMaliT628、Trust zone安全架構等特寫。

LC1860於2014年第三季正式上市,是中國首顆針對公開市場商用的28nm4GSoC晶片。發佈短短一年時間,出貨量就已經超過千萬,產品穩定性經過了市場檢驗。這個平台最大的優勢是SDR軟體無線電,可以自定義和修改無線電頻段。採用SDR自定義無線電頻段,可以獲得比主流的2.4GWIFI更遠的傳輸距離。

RK3288
Rockchip高清無人航拍一體機解決方案。這個方案採用RK3288晶片,其特點是沒有搭載雲台,而通過超強防抖高清航拍穩像技術,實現圖像穩定。

基於陀螺儀角度及位移校正,並採用優化的運動矢量估計,與提取算法,提升相機影像清晰度,可一定程度取代傳統機械雲台。可實現13M的Camera數據採集,輸出1080P30fps本地高清,以及480P30fps的遠端傳輸雙通道穩像碼流。



                                                                                                                                                                                                                             




0 意見: