無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV”，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(guī)模正在以一種不可思議的速度擴增，創(chuàng)業(yè)者們如同鳥群一樣紛紛進場，行業(yè)競爭日趨白熱化。然而，無人機現在可能并不是一門好做的生意，短期內，無人機企業(yè)大多數看重的是供應鏈整合、營銷。但長遠來看，還是技術為王。
無人機市場藍海雖大，分一杯羹卻并不容易。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(tǒng)。
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，這款小型智能無人機的問世意味著今后用戶可以實現將無人機隨身裝在口袋里，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；其二是智能化，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能追蹤拍攝，以及專業(yè)攝影師借助云梯才能實現的一鍵拉高拉遠視頻錄制，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(fā)布微型競速無人機BlackTalon獲得不少好評，但BlackTalon當時采用的是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(guī)格僅為4.3x4.3x2.5厘米，最遠飛行距離可以達到30米，還能進行360度旋轉，還可以將錄制的視頻傳輸到配套的Aerix虛擬現實頭戴設備上。并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(fā)布了新型玩具無人機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(fā)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的機身凈重為63克，550毫安電池續(xù)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）或超聲（飛行高度分析）和一個VGA攝像頭?？蓤?zhí)行多方位翻轉打圈的特技飛行動作，易于操縱，小巧的機身適合兒童進行對抗游戲。
那無人機要想實現突破，關鍵技術點在哪？
一、動力技術
續(xù)航能力是目前制約無人機發(fā)展的重大障礙，消費級多旋翼續(xù)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(yè)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EnergyOr技術有限公司報道采用燃料電池的四旋翼進行了3小時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，隨后可配備于多旋翼。
2.混合動力
2015年，美國初創(chuàng)公司TopFlightTechnologies報道自己開發(fā)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。該多旋翼采用油電混合動力，有效載荷5公斤，可飛行1個小時。
3.地面供電
采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，并正在電動汽車領域開展深入應用。來自德國柏林的初創(chuàng)公司SkySense在無人機戶外充電方面提供了一種解決方案：研發(fā)出一塊可以為無人機進行無線充電的平板。SkySense的最大特點是可以進行遠程控制，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，那么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”，幾乎是類似于人類“從哪里來、到哪里去”的哲學問題，在無人機的任何發(fā)展階段都是繞不開的問題。
1.定位技術
?。?）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(fā)的Piksi;日本東京海洋大學開發(fā)的RTKLIB開源項目。
（2）多信息源定位
英國軍方BAE最近公布了他們研發(fā)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。
?。?）UWB（UltraWideband，超寬帶）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）+超聲波+慣導”的融合。AR.Drone是最早采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”同樣采用了該項技術。
3.避障技術
讓飛行中的無人機“長眼鏡”，能夠識別飛行路徑上的障礙物，并準確繞飛或懸停，是實現無人機智能化的重要一步。未來無人機避障技術將在這些方面實現突破：
?。?）深度相機避障技術；
?。?）聲吶系統(tǒng)避障技術；
?。?）“視覺+憶阻器”避障技術；
?。?）雙目視覺避障技術；
?。?）小型電子掃描雷達；
?。?）激光掃描測距雷達；
?。?）四維雷達。
4.跟蹤技術
識別目標并進行跟蹤飛行，減輕使用者的操作負擔，并能夠利用無人機執(zhí)行特殊環(huán)境條件下的特殊任務。智能跟蹤主要有：
?。?）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(yè)訓練，具有一定的局限性。隨著新技術的發(fā)展，無人機應簡化對操作人員的要求，提升用戶體驗。
?。?）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(zhàn)。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。
?。?）腦機接口技術
近年來，科研人員在多個領域都運用到了BCI（BrainComputerInterface，腦機接口技術）技術，科員人員運用該技術制作新型玩具、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。它可作為一種驗證性質的技術展示，離實際還有不少距離。
四、通訊技術
?。?）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，促進北京市信息產業(yè)發(fā)展。2015年，中國移動開發(fā)4G“超級空戰(zhàn)隊”設備，能支持航拍影像即拍即傳。 5G的速度比現在的LTE網絡標準連接速度快250倍，它標志著無線行業(yè)的一個新的里程碑。無論是智能手機，還是汽車、醫(yī)療設備、無人機和其他設備，都將受益于這一無線連接速度。
（2）Wifi通訊技術
2013年，德國的卡爾斯魯厄理工學院開發(fā)出了一項新的無線廣域網技術，打破了最快的WiFi網絡速度紀錄，它可以讓1公里以外的用戶每秒鐘下載40GB。由于這種設備的傳輸距離比普通WiFi路由器的覆蓋范圍要廣得多，因此這種設備很適合無人機航拍圖傳或光纖布放不方便的農村地區(qū)應用。
五、芯片技術
（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無人機是基于高通Snapdragon芯片開發(fā)出來的飛行控制器，它有無線通信、傳感器集成和空間定位等功能。2015年9月，據美國科技新聞網站Engadget報道，高通已經為無人機市場推出了一個芯片解決方案，名為“驍龍飛行平臺”。
英特爾CEOBrianKrzanich也親自在CES上演示了他們的無人機，采用了四核的英特爾凌動（Atom）處理器的PCI-express定制卡。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(fā)表聲明與Intel英特爾共同合作開發(fā)Edison芯片，這是一種新型微型處理芯片。它只有一個硬幣的大小，卻具有個人電腦一樣的處理能力。
?。?）目前，包括IBM在內的多家科技公司都在模擬大腦，開發(fā)神經元芯片。而一旦類似芯片被應用于無人機，自主反應、自動識別有望會變得輕而易舉。
六、平臺技術
?。?）“Dronecode”的無人機開源系統(tǒng)
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(tǒng)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(fā)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(fā)展。
（2）Ubuntu15.04操作系統(tǒng)
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(fā)行家、科技專業(yè)人士與開發(fā)者使用，能夠在無人機等領域中使用。
?。?）Airware發(fā)布企業(yè)級無人機系統(tǒng)
Airware公司旨在通過標準化的無人機軟件系統(tǒng)，幫助企業(yè)迅速、高效地完成商用無人飛行器的部署及管理——該系統(tǒng)已于本周四正式發(fā)布，通過硬件和軟件的結合，Airware成功實現了在一個軟件平臺上統(tǒng)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伙伴的采納，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、空管技術
?。?）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。
?。?）初創(chuàng)公司SkyWard正在研發(fā)一個無人機交通控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)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和全球三大無人機制造商——國內的大疆、美國的3DRoboTIcs和法國的Parrot——合作以證明大量的無人機可以在擁擠的空域安全地共存。
?。?）美國航天局（NASA）同空間技術公司Exelis已經聯手組成團隊開發(fā)無人機空中交通管制系統(tǒng)的原型產品。
（4）位于美國西雅圖的Transtrex公司，發(fā)布了測試版本的無人機動態(tài)地理空間限制系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)是為了確保無人機在500英尺高度下，安全規(guī)范飛行而設計的。
?。?）在第三屆AOPA（AircraftOwnersandPilotsAssociation，航空器擁有者及駕駛員協(xié)會）國際飛行訓練展會上，中國AOPA聯合多家企業(yè)開發(fā)的針對輕小無人機的“UCloud”無人機監(jiān)管系統(tǒng)宣布上線。
最后介紹幾種無人機SOC系統(tǒng)
高通驍龍Flight
驍龍Flight是一塊高度優(yōu)化的58x40mm開發(fā)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視頻拍攝、強勁的連接性以及先進的無人機軟件和開發(fā)工具，雙通道Wi-Fi和藍牙模塊，支持實時飛行控制系統(tǒng)，擁有全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）接收器，支持4K視頻處理，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。帶來了最前沿的移動技術以打造全新級別的消費級無人機。
2016年采用高通芯片平臺的無人機可能會越來越多，這種一體化的芯片平臺，也會大大加快無人機的研發(fā)和制造。據報道，高通已經推出了這樣的芯片配套方案，名為“驍龍飛行平臺”，整合了無人機飛行和工作需要用到的處理器、通信芯片、飛行控制芯片以及高空攝像芯片。這一平臺甚至可以支持超高清視頻的拍攝。
英特爾凌動（Atom）
英特爾展示了采用英特爾實感技術的YuneecTyphoonH，內置了高達6個英特爾的“RealSense”3D攝像頭，采用了四核的英特爾凌動（Atom）處理器的PCI-express定制卡，來處理距離遠近與傳感器的實時信息，以及如何避免近距離的障礙物。至于遠距離的3D攝像頭，Intel使用“主動立體成像原理”，它模仿了人眼的“視差”原理，通過打出一束紅外光，以左紅外傳感器和右紅外傳感器追蹤這束光的位置，然后用三角定位原理來計算出3D圖像中的“深度”信息。
三星Artik5
三星在無人機產品線上推出了Artik5芯片，搭載1GHzARM雙核ARMCortex-A7處理器（Mali400MP2GPU），搭配的是512MBLPDDR3內存以及4GeMMc閃存。支持Wi-Fi、低功耗藍牙，支持802.11b/g/n。此外，該芯片還能對解碼H.264等格式720p30fps的視頻進行解碼，并提供了TrustZone。
國產聯芯LC1860
值得一提的是國產芯片聯芯LC1860，目前已經被包括大疆精靈4、零度智控1代采用。LC1860支持LTE-TDD/LTE-FDD /TD-SCDMA/WCDMA/GGE五模，集成4+1個CortexA71.5GHzCPU、雙核GPUMaliT628、Trustzone安全架構等特寫。LC1860于2014年第三季度正式上市，是國內首顆面向公開市場商用的28nm4GSoC芯片。發(fā)布短短一年時間，出貨量就已經超過千萬，產品穩(wěn)定性經過了市場檢驗。這個平臺最大的優(yōu)勢是SDR軟件無線電，可以自定義和修改無線電頻段。采用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。這個方案采用RK3288芯片，其特點是沒有搭載云臺，而通過超強防抖高清航拍穩(wěn)像技術實現圖像穩(wěn)定?；谕勇輧x角度及位移校正并采用優(yōu)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(tǒng)機械云臺?？蓪崿F13M的Camera 數據采集，輸出1080P30fps本地高清以及480P30fps的遠程傳輸雙通道穩(wěn)像碼流。
下載文檔
