民用無(wú)人機(jī)應(yīng)用發(fā)展概述

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1、民用無(wú)人機(jī)應(yīng)用發(fā)展概述黃澤滿(mǎn)，劉勇*，周星，陳天偉，梁毅東（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，廣東廣州510640）摘要：無(wú)人機(jī)是一種有動(dòng)力、可控制、可執(zhí)行多種任務(wù)的無(wú)人駕駛航空器.除軍事領(lǐng)域外，近年來(lái)無(wú)人機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用于民用方面.本文主要介紹了民用無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，以及其在遙感航拍、抗震救災(zāi)、農(nóng)林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、通信中繼和快遞服務(wù)等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，指出其存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì).關(guān)鍵詞：民用無(wú)人機(jī)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)中圖分類(lèi)號(hào)：V27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-260X（2014）12-0030-03DOI:10.13398/j.

2、cnki.issn1673-260x.2014.24.011前言落的順利.1.2無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)與載人飛機(jī)相比，無(wú)人機(jī)因?yàn)榫哂畜w積小、造價(jià)低、使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而備受世界各國(guó)軍隊(duì)的青睞.如今，無(wú)人機(jī)不僅僅被應(yīng)用于軍事方面，其在民用方面的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛.無(wú)人機(jī)體積小，造價(jià)和使用成本低、使用靈活、作業(yè)效率高，在執(zhí)行枯燥、長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)時(shí)，具有有人機(jī)所不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此除了應(yīng)用于軍事以外，還常常用于遙感航拍、抗震救災(zāi)、農(nóng)林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、通信中繼和快遞服務(wù)等方面.以農(nóng)業(yè)噴藥滅蟲(chóng)為例，南京農(nóng)機(jī)化研究所的無(wú)人機(jī)，在上海崇明島進(jìn)

3、行水稻病蟲(chóng)害航空藥物噴灑作業(yè)時(shí)，單臺(tái)飛機(jī)作業(yè)效率可以達(dá)到1500hm2/h，每天作業(yè)面積7500～12000hm2，是地面機(jī)械的數(shù)倍，人工噴灑的30～60倍，并且可以有效避免漏施誤施[1].無(wú)人機(jī)的使用，能大大提高作業(yè)效率.2民用無(wú)人機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀無(wú)人機(jī)以其優(yōu)越的性能，以及一些有人機(jī)所不可比擬的優(yōu)勢(shì)，在遙感航拍、抗震救災(zāi)、農(nóng)林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、通信中繼和快遞服務(wù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用.2.1無(wú)人機(jī)在遙感航拍方面的應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是利用先進(jìn)的無(wú)人機(jī)智能控制技術(shù)、定位技術(shù)、通訊技術(shù)和遙感遙測(cè)技術(shù)，自動(dòng)化、智能化地獲

4、取地理、環(huán)境等空間遙無(wú)人機(jī)是一種有動(dòng)力、可控制、可執(zhí)行多種任務(wù)的無(wú)人駕駛航空器，自誕生以來(lái)，主要應(yīng)用于軍事方面，作為智能化和信息化的武器，無(wú)人機(jī)在偵察、監(jiān)視、通信、遠(yuǎn)距離攻擊等方面發(fā)揮了重要的作用.近年來(lái)，無(wú)人機(jī)在民用方面的應(yīng)用也越來(lái)越多，各國(guó)在無(wú)人機(jī)的民用方面逐漸開(kāi)放.無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于公共安全、應(yīng)急搜救、農(nóng)林、環(huán)保、交通、通信、氣象、影視航拍等多個(gè)領(lǐng)域.在過(guò)去幾年，英國(guó)已經(jīng)向130多家企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)頒發(fā)許可，美國(guó)簽發(fā)了1400多份許可.毫無(wú)疑問(wèn)，隨著技術(shù)的更新和發(fā)展，民用無(wú)人機(jī)將迎來(lái)井噴式的發(fā)展，應(yīng)用前景十分廣闊

5、.1民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成及其特點(diǎn)1.1民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)主要包括無(wú)人機(jī)機(jī)身、飛行管理與控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、發(fā)射/回收系統(tǒng)和電源等，其中，飛行管理與控制系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的核心，其對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行性能起決定性作用.飛行管理與控制系統(tǒng)一般分為機(jī)上和地面兩個(gè)部分，機(jī)上部分包括姿態(tài)穩(wěn)定與控制、飛行軌跡和導(dǎo)航控制、自主飛行控制、飛行安全控制及起飛與著落飛行控制等；地面部分包括飛行監(jiān)控與顯示、飛行定位及飛行操作和指令系統(tǒng)等.數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)主要保證無(wú)人機(jī)與地面飛控之間的的遙控指令傳輸和信息反饋，發(fā)射/回收系統(tǒng)則主要保證無(wú)人

6、機(jī)起飛與著基金項(xiàng)目：廣東省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目編號(hào)1056412064*通訊作者：劉勇，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，高級(jí)工程師-30-感信息.它具有靈活機(jī)動(dòng)、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低等特點(diǎn)，已經(jīng)在氣象監(jiān)測(cè)、資源開(kāi)發(fā)、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、攝影測(cè)量等方面取得了一定的成果.利用無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)航拍檢測(cè)區(qū)域來(lái)實(shí)時(shí)獲取影像數(shù)據(jù)，通過(guò)與前時(shí)相數(shù)據(jù)（衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)）對(duì)比分析，可以從中發(fā)現(xiàn)疑似違法用地區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和違法用地行為的實(shí)施監(jiān)督檢查，及時(shí)掌握土地變化信息，可為集約、節(jié)約用地提供科學(xué)依據(jù)[2].利用無(wú)人機(jī)搭載非量

7、測(cè)數(shù)碼像機(jī)獲取低空影像，正以其低廉的價(jià)格和極大的便利性吸引了越來(lái)越多的關(guān)注，成為攝影測(cè)量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).例如：在利用無(wú)人機(jī)防雷方面，通過(guò)掛載高分辨率攝像、照相機(jī)可以對(duì)樓頂?shù)母鞣N接閃器的銹蝕、虛接、倒伏等狀況進(jìn)行檢查，從最直觀的角度排查防雷裝置存在的問(wèn)題[3].2.2在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用無(wú)人機(jī)在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用十分廣泛，幾乎涵蓋整個(gè)地球生態(tài)系統(tǒng)[4]，其中包括：土壤侵蝕情況的監(jiān)控、植被變化的監(jiān)測(cè)、生物棲息地評(píng)價(jià)、海洋及海岸帶生態(tài)環(huán)境變遷分析、城市的規(guī)劃與環(huán)評(píng)分析、大氣污染的定量評(píng)價(jià)等.例如：王洋等[5]基于TMS320

8、F2812設(shè)計(jì)了精度較高的小型無(wú)人機(jī)大氣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；閆軍等[6]根據(jù)無(wú)人機(jī)航拍的圖片，統(tǒng)計(jì)了鹽池縣城綠地面積.2.3無(wú)人機(jī)在抗震救災(zāi)方面的應(yīng)用無(wú)人機(jī)不怕疲勞不怕危險(xiǎn)，使用便捷，即使在極限氣象條件下，也能進(jìn)入災(zāi)區(qū)進(jìn)行災(zāi)情圖像信息的獲取，為災(zāi)害范圍和受災(zāi)面積的計(jì)算，以及災(zāi)害損失的評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)，是抗震救災(zāi)的有力武器.2008年5月