比爾蓋茨（資料圖）
那么，未來(lái)無(wú)人機(jī)的發(fā)展將在哪些技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破呢？
一、動(dòng)力技術(shù)
續(xù)航能力是目前制約無(wú)人機(jī)發(fā)展的重大障礙，消費(fèi)級(jí)多旋翼續(xù)航時(shí)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(yè)的極大不便。無(wú)人機(jī)必須在動(dòng)力方面實(shí)現(xiàn)突破才能走上新的革命性高度。
1. 新型電池
2015年，來(lái)自加拿大蒙特利爾的Energy Or技術(shù)有限公司報(bào)道采用燃料電池的四旋翼進(jìn)行了3小時(shí)43分鐘續(xù)航飛行。此外，石墨烯、鋁空氣電池、納米電池這三項(xiàng)電池技術(shù)有望成為未來(lái)電池世界的希望。人們對(duì)這些新的電池技術(shù)有著十分迫切的需求。它們將首先會(huì)被應(yīng)用到手機(jī)和電動(dòng)汽車，隨后可配備于多旋翼。
翼飛智能EA6-160植保無(wú)人機(jī)
2.混合動(dòng)力
2015年，美國(guó)初創(chuàng)公司TopFlight Technologies報(bào)道自己開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力六旋翼無(wú)人機(jī)。該六旋翼僅需要1加侖汽油，便可以飛行兩個(gè)半小時(shí)，約160公里的距離，最高負(fù)重達(dá)約9公斤。另外，一家來(lái)自德國(guó)的公司Airstier推出了一款多旋翼。該多旋翼采用油電混合動(dòng)力，有效載荷5公斤，可飛行1個(gè)小時(shí)。
4.無(wú)線充電
無(wú)線充電技術(shù)已經(jīng)在手機(jī)、電動(dòng)牙刷等電子產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，并正在電動(dòng)汽車領(lǐng)域開(kāi)展深入應(yīng)用。來(lái)自德國(guó)柏林的初創(chuàng)公司Sky Sense在無(wú)人機(jī)戶外充電方面提供了一種解決方案：研發(fā)出一塊可以為無(wú)人機(jī)進(jìn)行無(wú)線充電的平板。Sky Sense的最大特點(diǎn)是可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，無(wú)人機(jī)的降落—充電—起飛全過(guò)程可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，不需要有人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行干預(yù)和輔助。如果充電時(shí)間更快，那么無(wú)線充電技術(shù)將會(huì)極大地幫助多旋翼進(jìn)行長(zhǎng)途飛行。
翼飛智能E4-60航拍無(wú)人機(jī)
二、導(dǎo)航技術(shù)
無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確地知道自己“在哪兒”、“去哪兒”，幾乎是類似于人類“從哪里來(lái)、到哪里去”的哲學(xué)問(wèn)題，在無(wú)人機(jī)的任何發(fā)展階段都是繞不開(kāi)的問(wèn)題。
1.定位技術(shù)
（1）GPS載波相位定位
目前正在這方面開(kāi)展研究的項(xiàng)目有：Swift Navigation公司開(kāi)發(fā)的Piksi; 日本東京海洋大學(xué)開(kāi)發(fā)的RTKLIB開(kāi)源項(xiàng)目（http://www.rtklib.com/）。
（2）多信息源定位
英國(guó)軍方BAE 最近公布了他們研發(fā)的名為NAVSOP的定位技術(shù)。該技術(shù)將利用包括TV、收音機(jī)、Wi-Fi 等等信息定位，彌補(bǔ)GPS 的不足。
（3）UWB (Ultra Wideband，超寬帶)無(wú)線定位
相關(guān)研究可參考：J D Hol, et al. Tightlycoupled UWB/IMU pose estimation. In:Proceedingsof the IEEE InternationalConference on Ultra-Wideband. New York, USA: IEEE, 2009.
2. 測(cè)速技術(shù)
目前公認(rèn)的比較精確的測(cè)速方案是通過(guò)“視覺(jué)（光流）+超聲波+慣導(dǎo)”的融合。AR.Drone是最早采用該項(xiàng)技術(shù)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。
PX4Flow傳感器
3. 避障技術(shù)
讓飛行中的無(wú)人機(jī)“長(zhǎng)眼鏡”，能夠識(shí)別飛行路徑上的障礙物，并準(zhǔn)確繞飛或懸停，是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)智能化的重要一步。未來(lái)無(wú)人機(jī)避障技術(shù)將在這些方面實(shí)現(xiàn)突破：
（1）深度相機(jī)避障技術(shù)；
（2）聲吶系統(tǒng)避障技術(shù)；
（3）“視覺(jué)+憶阻器”避障技術(shù)；
（4）雙目視覺(jué)避障技術(shù)；
（5）小型電子掃描雷達(dá)；
（6）激光掃描測(cè)距雷達(dá)；
（7）四維雷達(dá)。
Panoptes的eBumper4（聲吶避障）
4.跟蹤技術(shù)
識(shí)別目標(biāo)并進(jìn)行跟蹤飛行，減輕使用者的操作負(fù)擔(dān)，并能夠利用無(wú)人機(jī)執(zhí)行特殊環(huán)境條件下的特殊任務(wù)。智能跟蹤主要有：
（1）GPS跟蹤；
（2）視覺(jué)跟蹤。
目前在大疆Phantom4等先進(jìn)機(jī)型上這些技術(shù)都已經(jīng)有所體現(xiàn)。
未來(lái)無(wú)人機(jī)的發(fā)展將在哪些技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破呢？
三、交互技術(shù)
無(wú)人機(jī)目前主要通過(guò)遙控器進(jìn)行飛行控制，需要專業(yè)訓(xùn)練，具有一定的局限性。隨著新技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)應(yīng)簡(jiǎn)化對(duì)操作人員的要求，提升用戶體驗(yàn)。
（1）手勢(shì)控制技術(shù)
手勢(shì)交互是一種未來(lái)人機(jī)交互的趨勢(shì)，目前在精確度上存在挑戰(zhàn)。在CES2014的展場(chǎng)上，有利用MYO手勢(shì)控制臂帶來(lái)控制AR.Drone2.0四旋翼的演示。
智能手勢(shì)臂環(huán)操控?zé)o人機(jī)
（2）腦機(jī)接口技術(shù)
近年來(lái)，科研人員在多個(gè)領(lǐng)域都運(yùn)用到了BCI（Brain Computer Interface，腦機(jī)接口技術(shù)）技術(shù)，科員人員運(yùn)用該技術(shù)制作新型玩具、為殘疾人制作義肢。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(yàn)證性質(zhì)的技術(shù)展示，離實(shí)際還有不少距離。
翼飛智能F-400固定翼-測(cè)繪無(wú)人機(jī)
五、芯片技術(shù)
（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(wú)人機(jī)是基于高通Snapdragon芯片開(kāi)發(fā)出來(lái)的飛行控制器，它有無(wú)線通信、傳感器集成和空間定位等功能。2015年9月，據(jù)美國(guó)科技新聞網(wǎng)站Engadget報(bào)道，高通已經(jīng)為無(wú)人機(jī)市場(chǎng)推出了一個(gè)芯片解決方案，名為“驍龍飛行平臺(tái)”。
英特爾CEO Brian Krzanich也親自在CES上演示了他們的無(wú)人機(jī)，采用了四核的英特爾凌動(dòng)（Atom）處理器的PCI-express定制卡。此外，活躍在在機(jī)器人市場(chǎng)的歐洲處理器廠商XMOS也表示已經(jīng)進(jìn)入到無(wú)人機(jī)領(lǐng)域。
Snapdragon Flight at CES 2016 Sneak Peek.
（2）3DR發(fā)表聲明與Intel英特爾共同合作開(kāi)發(fā)Edison芯片，這是一種新型微型處理芯片。它只有一個(gè)硬幣的大小，卻具有個(gè)人電腦一樣的處理能力。
（3）目前，包括IBM在內(nèi)的多家科技公司都在模擬大腦，開(kāi)發(fā)神經(jīng)元芯片。而一旦類似芯片被應(yīng)用于無(wú)人機(jī)，自主反應(yīng)、自動(dòng)識(shí)別有望會(huì)變得輕而易舉。
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