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多旋翼无人机发展历史你知道吗?

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多旋翼无人机发展历史你知道吗?

2019-09-05

多旋翼大疆无人机是一种不稳定的飞行系统,其无法实现自稳。所以,其对飞行自稳系统的依赖性也就非常高,所以尽管莱特兄弟的固定翼飞机在1903年就已经起飞,而直升机也在20世纪40年代就已经成功运用,但是对于多旋翼飞行器的成功飞行直到自动化控制越来越先进的21世纪才真正实现。

1956年,M.K.Adman设计的一架真正的四旋翼飞行器Convertawings Model“A”试飞取得成功,这架飞机重达1吨,依靠两个90马力的发动机实现悬停和机动,对飞机的控制不再需要垂直于主旋翼的螺旋桨,而是通过改变主旋翼的推力来实现。然而,由于操作这架飞机的工作量繁重,且飞机在速度、载重量、飞行范围、续航性等方面无法与传统的飞行器竞争,因此人们对此失去了进一步研究的兴趣,该研究被迫停止。

在没有实现自动化控制系统之前,多旋翼大疆无人机的飞行基本是不具备实用价值的,因为让人来直接控制多旋翼飞行器,飞行员所有的精力和注意力都在飞行本身,就如同站在圆球之上努力保持自身平衡,实际上根本无法做出其他动作。同时,固定翼飞行器和直升机飞行器已经很实用,所以没有国家和企业愿意继续在多旋翼飞行方面的研究。很长一段时间里,只有美国一些研发性的项目做出了多旋翼飞行器的样机。

多旋翼大疆无人机

20世纪90年代之后,随着微机电系统(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)研究的成熟,重量只有几克的MEMS惯性导航系统被开发运用,使制作多旋翼飞行器的自动控制器成为现实。2005年,德国生产出了MD4-200,成为了一部能够实现自主悬停并且能够具备半自助飞行的多旋翼飞行器。

伴随着美国苹果公司在iPhone上大量应用加速计、陀螺仪、地磁传感器等,MEMS惯性传感器从2011年开始大规模兴起,6轴、9轴的惯性传感器也逐渐取代了单个传感器,成本和功耗进一步降低,成本仅为几美元。另外GPS芯片仅重0.3克,价格不到5美元。WiFi等通信芯片被用于控制和传输图像信息,通信传输速度和质量已经可以充分满足几百米的传输需求。同时,电池能量密度不断增加,使大疆无人机在保持较轻的重量下,续航时间达到15-30分钟,基本满足日常的应用需求。近年来移动终端同样促进了锂电池、高像素摄像头性能的急剧提升和成本下降,这些都促进了多旋翼飞行器更进一步发展。

2012年初,大疆无人机创新推出精灵Phantom一体机,彻底改变了多旋翼飞行器市场。以往的多旋翼飞行器往往注重在玩具方面的应用,整个行业都在考虑多旋翼飞行器还能有什么更实际的用途,大疆创新重新对多旋翼飞行器的使用人群和作用进行了定义。以往的多旋翼飞行器因为操作难度的原因被定义为航模,使用群体也都是各地的航模爱好者和科技爱好者。Phantom不仅控制简便,初学者也很容易上手,同时其价格也能被普通消费者接受。同时,Phantom还可搭载小型相机,用phantom搭载运动相机拍摄运动或景物迅速成为欧美年轻人竞相追逐的时尚潮流,因此Phantom一体机一经推出便迅速获得大量好评。

进入2015年,伴随着多旋翼无人机的销量迅速增加,多旋翼无人机逐步的出现在普通民众的视野。国内各个企业对无人机的研发投入也在迅速增加,适应各种不同应用的无人机被陆续开发出来,到现在多旋翼无人机已经广泛应用在航拍、影视、农业植保、电力巡线、电力架线等领域。


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