多旋翼无人机的发展以及应用

多旋翼无人机的发展以及应用

多旋翼无人机是一种能够垂直起降的无人直升机，其发展历史最早可以追溯到1907年，当时Breguet兄弟Louis和Jacque在法国科学家CharlesRichet的指导下，设计制造了世界上第一架有人驾驶的多旋翼飞机—“旋翼机一号”。

多旋翼无人机根据旋翼的数目可以分为四旋翼、六旋翼、八旋翼等类型，还有一些特殊造型的多旋翼无人机，其最大特点就是具有多对旋翼，并且每对旋翼的转向相反，用来抵消彼此反扭力矩。多旋翼无机人相较于其它无人机具有得天独厚的优势，与固定翼飞机相比，它具有可以垂直起降，可以定点盘旋的优点；与单旋翼直升机相比，它采用无刷电机作为动力，并且没有尾桨装置，因此具有机械结构简单、安全性高、使用成本低等优点。多旋翼无人机的诸多优点使它在以下领域获得了广泛的应用：

1．教育科研领域应用，多旋翼无人机的研究涉及到自动控制技术、MEMS传感器技术、计算机技术、导航技术等，是多科学领域融合研究的一个理想平台；

2．航拍领域应用，利用多旋翼无人机搭载相机设备（可见光相机/红外相机），并配备图像传输系统，被人们称为“可飞行的相机”已被广泛的应用于影视航拍。

3．军事领域应用，多旋翼无人机搭载侦查设备快速飞行到危险区域执行侦查任务，为作战人员提供战场信息，是单兵作战的理想装备；

4．警用安全领域应用，无人机可搭载高清晰度数码摄像机：实时图传系统和地面控制系统可有效协助工作人员锁定、凝视关注事物。无人机可搭载物质投递设备：通过集成探杆、线轮、物品仓、软梯等装备，并搭载相关投放设备，可执行物资横向运输、线路牵引、传单投递、物资投递等。警用安防无人机无人机能利用承载的高灵敏度照相机可以进行不间断的画面拍摄，获取影像资料，并将所获得信息和图像传送回地面。应用于反恐维稳，如遇到突发事件、灾难性暴力事件，可迅速达到实时现场视频画面传输，传供指挥者进行科学决策和判断；成为一种不可多得的重要工具。无人机能进一步提高公安干警的响应、决策、评估效率，推动公安的信息化建设进程。

5．农业领域应用，利用多旋翼无人机替代人进行喷洒农药，具有成本低、效率高，减少农药对人体伤害等优势；除了喷洒农药，无人机还可以用来检测水稻长势，这项研究已经开发出了成熟产品。无人机装载光谱传感器，在稻田上空飞一圈，就可以记录下水稻颜色深浅，人们可以此来判断水稻生长情况，对后续农药、肥料喷洒提供参考。无人机还能用来研究土地荒漠化变化历程、植被变迁、土壤盐渍化检测等方面，对农林植物进行病虫害监测和预警。

6．交通领域应用，交警在执法过程中用上了无人机，用于抓拍违法行为。无人机能对监控盲区的违法行为进行补充抓拍，在交通拥堵的情况下，无人机可以率先赶到现场勘察，通过图传功能将交通状况传回指挥中心，便于远程指挥疏导。

7.环保领域应用，无人机可用来观测空气、土壤、植被和水质状况，也可实时跟踪和监测突发环境污染事件的发展；监测企业工厂的废气与废水排放，寻找污染源。

8．救生医疗应用，当发生洪水时，无人机可携带救生绳或救生圈，将其投到需要者身边。当有人在登山过程中突发疾病，无人机可携带急救药品飞到患者身边。

9．电力行业应用，电力无人机应用优势具备防雨水功能的无人机可在大雨、中雪天气飞行，不受恶劣天气影响，可随时巡航，有利于加大重点区段的特巡力度，增加大负荷运行下设备检测次数。无人机机动灵活，机身轻巧可靠，结构紧凑、性能卓越，使用不受地理条件、环境条件限制，特别适合在复杂环境执行任务，可定期对线路通道内树木、违章建筑等情况进行重点排查、清理，确保输电通道安全。傻瓜式自主飞行。无人机系统具备全自动一

键式起降及傻瓜式自主飞行功能，可长时间空中悬停或飞停于某固定点。当输电设备遭遇自然灾害后，通过无人机进行大范围飞行快速巡查，可第一时间掌握事故隐患地点。反馈及时。无人机内置机载高清拍摄设备，地面工作站控制指挥人员可通过航拍测绘掌握地面受灾程度，并根据实时回传的数据立即布置相关单位开展抢修维护事宜。提高了抢修队伍在处理应急事件的办事效率。采用无人机进行线路巡检，可快速准确地为受灾地区进行定损评估，为电塔、电线抢修赢得宝贵的时间。无人机巡航降低了电力部门整体巡检成本。无人机巡航在拍摄过程中如发现重大危急缺陷，可及时为运行单位提供信息，可、避免线路事故停电，挽回高额的停电费用损失。无人机巡航降低了电力部门整体巡检成本。无人机巡航在拍摄过程中如发现重大危急缺陷，可及时为运行单位提供信息，可、避免线路事故停电，挽回高额的停电费用损失。处理线路异物。电力巡检排障无人机可在电力线路被异物缠绕（风筝、编织袋、塑料袋、树枝等）时，快速利用搭载设备及时清除，确保线路正常运作。

10．林业消防领域的应用，重点解决了在地面巡护无法顾及的偏远地区发生林火的早期发现，以及对重大森林火灾现场的各种动态信息的准确把握和及时了解，也可以解决飞机巡护无法夜航、烟雾造成能见度降低无法飞行等问题。作为现有林业监测手段的有力补充，无人机显示出其它手段无法比拟的优越性，在林业火灾的监测、预防、扑救、灾后评估等方面将得到广泛的应用。林业消防无人机应用优势无人机可搭载红外成像仪：可穿透烟雾进行人员搜救；实时图传系统及地面控制系统可以有效确认人员、危险品等重点关注事物方位；红外成像仪具中心十字线测温功能；具区域温差显示功能；具区域最高温度定位功能；具全红外、视频影像、双视频通道叠加功能。无人机可搭载高分辨率数码相机：距离观测事物100米时，物探精度≤10mm，可有效发现关注事物细节；无人机对区域进行系统拍照，可形成时相性强的区域正射遥感影像图，使任务决策、灾情管理、灾后报告等更加直观有效。

11．快递行业应用，利用多旋翼无人机运送快递具有节约人力成本，且速度快不受地面交通限制的优点，美国的亚马逊，中国的顺丰都在对多旋翼运送快递进行测试，美国达美乐披萨店，已在英国成功地空运了首个披萨外卖。

12．检验检疫领域应用，检验检疫人员需要对装载进口煤、矿砂等大宗散货的船舶进行鉴重，一般采用水尺计重的方式，可以确保进口货物没有缺斤少两，保护我国企业的利益，防止国外贸易商欺诈。为实现快速、有效地对船舶进行水尺计重，检验检疫用上了无人机，以前用传统的方式进行水尺计重，观测完整的船舶吃水情况，鉴定人员需要乘坐拖轮等其他船只绕行到船舶外侧观察，前后耗时一小时。利用无人机对船舶六面水尺观测，将原本一小时的观测时间缩短至20分钟左右。此外，传统鉴重方式还给企业带来经济负担。用上无人机，可减少动用港口拖轮进行水尺观测的次数，降低企业经济负担。如果遇到船舶装载的煤、砂矿堆垛较高，按照传统方式检验耗时耗力，用无人机可轻松飞到船舶上空拍摄，通过4K 高清摄像头将装载的货物拍得一清二楚。如此一来，工作人员可有效鉴别货物中是否混杂有泥土、小动物尸体等禁止进境物。

随着多旋翼无人机的巨大优点、广阔的应用前景使它成为无人机研究领域的一个热点，各大科研机构都已掀起了一股多旋翼研究的热潮，而商业应用多旋翼无人机也遍地开花，从实验室走向国民经济的各个领域。