民用無人機應用發(fā)展概述

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1、民用無人機應用發(fā)展概述黃澤滿，劉勇*，周星，陳天偉，梁毅東（華南農(nóng)業(yè)大學理學院，廣東廣州510640）摘要：無人機是一種有動力、可控制、可執(zhí)行多種任務的無人駕駛航空器.除軍事領(lǐng)域外，近年來無人機越來越多的應用于民用方面.本文主要介紹了民用無人機的結(jié)構(gòu)、特點，以及其在遙感航拍、抗震救災、農(nóng)林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、通信中繼和快遞服務等方面的應用現(xiàn)狀，指出其存在的問題及發(fā)展趨勢.關(guān)鍵詞：民用無人機；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢中圖分類號：V27文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2014）12-0030-03DOI:10.13398/j.

2、cnki.issn1673-260x.2014.24.011前言落的順利.1.2無人機的特點與載人飛機相比，無人機因為具有體積小、造價低、使用方便、適應性強等優(yōu)點而備受世界各國軍隊的青睞.如今，無人機不僅僅被應用于軍事方面，其在民用方面的應用也越來越廣泛.無人機體積小，造價和使用成本低、使用靈活、作業(yè)效率高，在執(zhí)行枯燥、長時間的任務時，具有有人機所不可比擬的優(yōu)勢，因此除了應用于軍事以外，還常常用于遙感航拍、抗震救災、農(nóng)林業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、通信中繼和快遞服務等方面.以農(nóng)業(yè)噴藥滅蟲為例，南京農(nóng)機化研究所的無人機，在上海崇明島進

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

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

5、.1民用無人機系統(tǒng)的構(gòu)成及其特點1.1民用無人機系統(tǒng)的構(gòu)成民用無人機系統(tǒng)主要包括無人機機身、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)是無人機系統(tǒng)的核心，其對無人機的飛行性能起決定性作用.飛行管理與控制系統(tǒng)一般分為機上和地面兩個部分，機上部分包括姿態(tài)穩(wěn)定與控制、飛行軌跡和導航控制、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)主要保證無人機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)則主要保證無人

6、機起飛與著基金項目：廣東省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目編號1056412064*通訊作者：劉勇，華南農(nóng)業(yè)大學理學院，高級工程師-30-感信息.它具有靈活機動、高效快速、精細準確、作業(yè)成本低等特點，已經(jīng)在氣象監(jiān)測、資源開發(fā)、自然災害監(jiān)測與評估、攝影測量等方面取得了一定的成果.利用無人機遙感系統(tǒng)航拍檢測區(qū)域來實時獲取影像數(shù)據(jù)，通過與前時相數(shù)據(jù)（衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)）對比分析，可以從中發(fā)現(xiàn)疑似違法用地區(qū)域，從而實現(xiàn)對土地動態(tài)監(jiān)測和違法用地行為的實施監(jiān)督檢查，及時掌握土地變化信息，可為集約、節(jié)約用地提供科學依據(jù)[2].利用無人機搭載非量

7、測數(shù)碼像機獲取低空影像，正以其低廉的價格和極大的便利性吸引了越來越多的關(guān)注，成為攝影測量領(lǐng)域的研究熱點.例如：在利用無人機防雷方面，通過掛載高分辨率攝像、照相機可以對樓頂?shù)母鞣N接閃器的銹蝕、虛接、倒伏等狀況進行檢查，從最直觀的角度排查防雷裝置存在的問題[3].2.2在環(huán)境監(jiān)測方面的應用無人機在環(huán)境監(jiān)測方面的應用十分廣泛，幾乎涵蓋整個地球生態(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、生物棲息地評價、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)評分析、大氣污染的定量評價等.例如：王洋等[5]基于TMS320

8、F2812設(shè)計了精度較高的小型無人機大氣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；閆軍等[6]根據(jù)無人機航拍的圖片，統(tǒng)計了鹽池縣城綠地面積.2.3無人機在抗震救災方面的應用無人機不怕疲勞不怕危險，使用便捷，即使在極限氣象條件下，也能進入災區(qū)進行災情圖像信息的獲取，為災害范圍和受災面積的計算，以及災害損失的評估提供科學依據(jù)，是抗震救災的有力武器.2008年5月