無人機技術在安全領域的應用現狀
無人機技術
雖然我(wǒ)們通常将無人機與四軸飛行器聯系在一(yī)起,但事實上,無人機還包括固定翼(飛機)、單旋翼(直升機)和飛艇,它們都有不同的用途、飛行時間和有效載荷潛力。目前,無人機不包括地面/水上設備,但我(wǒ)認爲随着機器人技術的快速發展,這種情況将會改變。
飛行無人機技術的絕對關鍵基礎是使用全球定位系統 (GPS),它使用來自 31 顆衛星的信号來精确定位空間區域中(zhōng)的任何位置。如果沒有 GPS,這些無人機将無法鎖定它們的位置,而且,我(wǒ)們也看不到這些小(xiǎo)型發動機可以産生(shēng)的動力和特技飛行。無人機商(shāng)業上可用的部件非常簡單,這些部分(fēn)包括:
控制器:這是你用來控制無人機的。通常,會有飛行操縱杆、切換開(kāi)關,可以禁用 GPS 鎖定和返回主頁功能。
接收器:這會從您手中(zhōng)的控制器接收命令。控制器捕獲飛行杆的上下(xià)左右運動,并将其發送到無人機上的接收器。
飛行控制器:連接到接收器,機載無人機飛行控制器與機載 GPS 接收器和攝像頭集成,這就是爲什麽無人機在刮風的日子保持穩定,當電池電量低時,自動會返回家中(zhōng)。相機的集成還允許它避開(kāi)障礙物(wù)。
機載 GPS 接收器:它接收衛星數據并将其中(zhōng)繼到控制電子速度控制器并保持飛行器穩定的飛行控制器。
Wi-Fi/藍(lán)牙或近場通信天線:這允許無人機連接到基于手機/平闆電腦的應用程序。可以下(xià)載飛行遙測,上傳航點和程序功能。因此,一(yī)旦程序上傳,無人機就可以在沒有用戶幹預的情況下(xià)自主運行,這些也可以稱爲模式。
相機:相機提供了更直觀的控制和第一(yī)人稱視角 (FPV) 的機會。自 2017 年以來,無人機已經集成了具有運動跟蹤、避障功能的機載攝像頭,可以與飛行控制器通信并在自主操作時調整飛行路徑以避開(kāi)樹(shù)木/房屋。相機通常使用與闆載接收器不同的無線信号。
電池:根據有效載荷(相機等)和飛行時間确定大(dà)小(xiǎo)。電池将連接到電子速度控制電路 (ESC)。 ESC 是電壓調節器,它接受來自飛行控制器的輸入,以将無人機保持在一(yī)個位置或根據控制器輸入移動它。本質上,這隻是一(yī)個電源調節器。更多的力量意味着更多的升力。每個電機将有一(yī)個 ESC,其他 ESC 之間的結合允許設備轉動或翻轉(當 GPS 自動駕駛儀時)關閉。
我(wǒ)的 DJI FC40 的前身是 DJI Mavic。 Mavic 的外(wài)形要小(xiǎo)得多,它可以以 20-35 分(fēn)鍾的飛行時間以每小(xiǎo)時 60 多英裏的速度行駛,并且可以控制到 6 英裏外(wài)。有些無人機可以攜帶更大(dà)的有效載荷,或者可以通過蜂窩網絡進行控制以進行無限距離(lí)飛行。
無人機技術的未來
我(wǒ)們隻是瞥見了無人機的潛力。未來的進步以及它們的簡單性将推動它們的使用。這是對未來的一(yī)瞥。
3D 打印的進步使得經濟高效地打印耐用的聚合物(wù)無人機成爲可能。 3D 打印的可訪問性和先進性将變得越來越先進。
由自動駕駛汽車(chē)驅動的電池技術取得了重大(dà)進展。排在首位的電池技術包括新一(yī)代锂離(lí)子、锂硫和固态電池。值得關注的組織和大(dà)學是 Nikola 和芝加哥大(dà)學,他們聲稱處于重大(dà)電池技術突破的邊緣。除了這些電池技術,我(wǒ)認爲石墨烯需要特别關注。石墨烯有可能成爲線束/電纜導體(tǐ),并且非常堅固。這爲機身成爲電池本身鋪平了道路,從而集成了無人機上最重的物(wù)品之一(yī)。
無人機的最大(dà)障礙之一(yī)是在轉換爲每分(fēn)鍾機械轉數 (RPM) 時浪費(fèi)了大(dà)量能量。節約這種能量意味着無人機可以使用當前的電池技術運行更長時間,甚至可以使用更新的技術運行更長時間。 Turntide 開(kāi)發了一(yī)種新的電動機方法,大(dà)大(dà)提高了它們的效率。雖然 Turnstide 的重點是用于加熱和通風系統的大(dà)型電機,但我(wǒ)可以看到該技術在未來逐漸應用于更小(xiǎo)的電機。
目前,有多種通信平台用于傳輸視頻(pín)和飛行控制。然而,5G 通信同時爲 FPV 開(kāi)啓了無人機對無人機的控制、低延遲和高分(fēn)辨率視頻(pín)。
法律
确實沒有針對無人機的實用、州或聯邦法律。大(dà)多數法律都受到聯邦法律的限制,這使得幹擾飛行器是非法的。爲了解決無人機威脅,美國聯邦航空管理局擴大(dà)了其 2016 年的法律,制定了 400 頁的更簡單的法律,旨在通過遠程識别 (RID) 設備監控所有無人機,該設備必須傳輸 GPS、速度、高度、經度、幾何高度和時間/日期數據到接收位置。在我(wǒ)看來,這個系統隻會讓誠實的人保持誠實,并沒有解決潛在的威脅。
威脅
這種威脅是真實存在的,而且幾乎是預料之中(zhōng)的,比如當您在路上行駛時,您會看到一(yī)個古怪的司機進進出出車(chē)道。當您觀察到這種古怪的行爲時,您會認爲他會被警察攔下(xià),或者他會引發事故。稍後在路上,您會看到熟悉的紅色/藍(lán)色閃光燈,警察在預計的交通停靠點攔下(xià)違規車(chē)輛。這就是我(wǒ)們使用無人機技術的地方。無人機技術的進步鞏固了“不是如果,而是何時”無人機将用于舉辦活動的聲明的有效性。在那之前,我(wǒ)們隻需要将注意力部分(fēn)放(fàng)在上面的天空上。