无人机的时代,已经到来!

说起无人机,你会马上联想到哪些功能与应用?拍高空照片与视频?拍电影?送货?还有呢?

关于无人机,你觉得它离我们的生活有多远?

事实上,在世界各地,每当自然灾害的时候,无数的英雄都会参与到救灾工作中,其中就包括各地的无人机运营商们。

自从“玛利亚”飓风袭击波多黎各之后,无人机就被广泛用于电网恢复工作。在墨西哥城,无人机捕获到了7.1级地震灾害图像,引起世界广泛关注。在“厄玛”飓风和“哈维”飓风分别袭击佛罗里达和德克萨斯州之后,美国联邦航空管理局批准了超过260架无人机参与到两地的灾后恢复工作。无人机积极响应灾后恢复工作,检查铁路损坏程度、检测石油设施、评估信号塔和检测输电线损坏程度,并在加速保险理赔方面发挥了巨大作用。

美国联邦航空管理局局长Michael Huerta称:“ 这次飓风灾害恢复工作是美国无人机技术发展应用的里程碑”。无人机在这些危急时刻所发挥的作用大大提高了人们对无人机专业用途的认知,其用途也不单只是用于拍摄好莱坞电影和被用于近期正在快速发展的快餐外卖服务,而在帮助人类和社会发展上具有巨大潜力。

这也激发了设计工程师开发先进无人机电子系统的热情。

更快的反应速度,点亮智慧城市

无人机在世界上应用广泛,例如:在日本用于喷洒杀虫剂,在澳大利亚用于监测海岸鲨鱼,在卢旺达村庄用于投放医疗用品,在苏格兰用于检查风力涡轮机,在华盛顿用于协助消防员工作。

工程师们正在为无人机开发新功能,可能很快就能实现使用无人机监测工作场所卫生安全、探测和引爆地雷、扫描仓库库存、定位和清理矿井钻孔、为非连接区域提供Wi-Fi®、为桥梁喷漆及为飞机除冰的功能。

无人机也将在未来成为智能城市的重要组成部分,其功能将包括指挥交通、帮助紧急救援人员和监测空气质量。

然而,让无人机执行任何可能的任务都需要进行关键性升级,例如延长电池供电时间使待机时间能够超过标准的30分钟以提升躲避障碍物的能力。在无人机飞行过程中,停电会引发危险,而碰撞到包括其他飞行物在内的障碍物也将对其造成危害。

更长的待机时间,更远的飞行距离

无人机制造商需要通过先进的模拟技术、嵌入式处理器和参考设计方案来克服棘手的技术难题。

Jasraj Dalvi是德州仪器公司的一名工程师,他经常与世界顶尖无人机制造商打交道。他说:“尽管无人机体积很小,它们却被数量众多的部件所拖累”。例如,携带相机的无人机,就包括了以下如此之多的子系统:

  • 为每个系统组件供电的电池组;
  • 四个或更多的电子速度控制器,用于独立控制每个螺旋桨的推力和方向变化;
  • 一个用于控制相机角度的平衡控制器;
  • 一个摄像头模块,用来接收拍摄图像和视频、发送或存储数据的命令;
  • 与主控制器连接的多个视觉和传感系统,用于探测障碍、协助降落和保持平衡;
  • 通过无线系统接收远程操作员命令的飞行控制器、传感器接口、电子调速器、摄像机和平衡环。

Jasraj说:“在无人机上的电子设备越多,所需的电力就越多。”达到无人机电力需求的方法是增加电池的尺寸和重量或者提高电能利用率,使无人机变得更智能,而我们的工程师一直专注于研究第二种方法”。

但是,无人机的未来不仅仅依靠更先进的技术。

在美国,未经美国联邦航空管理局的特许,是禁止无人机飞出远程操作员的视野范围之外的。隐私和空域保护方面也仍然存在问题,无人机的空中交通管制系统尚待开发。例如,在休斯敦,美国联邦航空局警告说要对未经授权而对“哈维”飓风恢复工作带来干扰的无人机运营商进行罚款。

尽管如此,无人机经济市场正在蓬勃发展。

根据美国联邦航空局最新报告,商业用户已经登记了超过44,000架无人机,并且以每星期超过1,000架的速度递增。该机构预计,到2021年美国商用无人机将超过420,000架。与此同时,无人机预计将产生巨大的经济影响。基于无人机的应用可能会省去基础设施建设、交通运输、保险、媒体和娱乐、电信、农业、安全和采矿等行业数百亿美元的劳动力和服务成本。

无人机的未来

德州仪器(TI)工程师们正在开发更先进的电子设备,以帮助无人机生产商提升其产品的效率和性能。例如:

  • TI开发的新式毫米波(mmWave)传感器技术能够使无人机即使在黑暗、下雨或有雾的环境下也能检测和躲避建筑物、树木和电线。在无人机上多个点位安装超小型传感器能够使之准确探测物体的范围、速度和角度,并将这些信息及时传回给飞行控制器。TI毫米波传感器市场经理Dennis Barrett说:“德州仪器毫米波传感器的高精度特性为无人机提供了更高的智能水平和自主能力”。该传感器只有其他传感器三分之一的体积和二分之一的重量,这为无人机提供了更长的电池寿命和飞行时间。
  • TI电机驱动工程师也在使用我们的技术开发并优化无人机飞行控制器的设备,包括微处理器、电源管理器、无线连接和有线通信接口。来自TI的电机驱动团队最近在电池管理系统参考设计上取得了突破性进展,这使得无人机设计人员能够在现有无人机电池中增加测量、保护、平衡和充电功能,并延长飞行时间。
  • TI的电子速度控制器技术还能延长无人机的飞行时间,并通过提高螺旋桨转动速率,使无人机运行更流畅、更稳定。

TI的新技术还将帮助无人机实现哪些其他的新功能?Jasraj说:“将超乎人类的想象”。

Jasraj还特别提出,“为无人机扩展新功能只是时间问题,一旦我们定出了新指引,新功能很快就能实现”。


更多关于德州仪器(TI)无人机技术信息详见链接:

   

 原文链接:

https://e2e.ti.com/blogs_/b/thinkinnovate/archive/2017/10/03/drones-are-delivering-more-than-you-can-imagine