动（dòng）力技术

①新型电池（chí）。2015年（nián），来自加（jiā）拿大蒙特利尔的EnergyOr技术有限公司采用（yòng）燃料电（diàn）池的（de）四旋翼进行了（le）2小时（shí）12分钟续航飞行。2015年4月6日，科学权威期刊《自然（rán）》网络版刊登了一篇报道，一种铝电池仅需60秒便能（néng）让（ràng）手（shǒu）机电力（lì）“满血复活”。此外，石墨（mò）烯（xī）、铝空气、纳米点这三项电（diàn）池技术（shù）将成为未（wèi）来电（diàn）池世界的三大（dà）奇兵。这些新（xīn）的电（diàn）池（chí）技（jì）术有着十分迫切的（de）需求（qiú），首先会被（bèi）应用到（dào）手机和电（diàn）动汽车，随（suí）后可（kě）配备多旋翼。

②混合动力。2015年，美国初创公司Top Flight Technologies开发（fā）出混合动力六（liù）旋翼无人机（jī）。它仅需（xū）要1加仑（lún）（约合3.78升）汽油便可以（yǐ）飞行两（liǎng）个半小时（可飞行（háng）约160公里），最高负重达（dá）20磅（约合（hé）9公斤）。

③地面供电。它采用（yòng）地面供电，通过电缆将（jiāng）电能源源（yuán）不断输送给多旋翼，例如Skysapience公司的（de）Hoverlite。

④无线（xiàn）充电（diàn）。来自德国柏林的初创公司 SkySense在无人机户外（wài）充电（diàn）方面提供了一种解决方案（àn），他们研发出一块可以为无（wú）人（rén）机进行无线充电（diàn）的平板。SkySense的最大特点是可以进行远程（chéng）控（kòng）制，无（wú）人机的“降落—充电—起飞”全过程可以独立实现，不需要人为（wéi）进行（háng）现场（chǎng）干预和辅助。如（rú）果能（néng）够缩短充电时间，那么（me）无线充电技（jì）术将会极大地帮助多旋翼进（jìn）行长途飞行。

导航技术

定（dìng）位是导航中的关键技术，目前（qián）该领域发展（zhǎn）迅速。

①GPS载波相位定位。来自美（měi）国的（de）Swift Navigation公（gōng）司（sī）基于该项技（jì）术（shù）开发的Piksi是一（yī）个低耗电、高性能的（de）具备RTK功（gōng）能的厘米级的GPS接收器。它的小型化、高更新（xīn）率和低（dī）能耗的特点（diǎn）使得它非常适合集成到（dào）自动驾驶飞行器（qì）和便携的（de）测量（liàng）设备里。由日本东（dōng）京海洋大（dà）学开发的RTKLIB开源（yuán）项目（http://www.rtklib.com/）也在（zài）积极推动RTK技术发展。

②多信（xìn）息源定位。英国（guó）军方BAE最（zuì）近公布了他们研发的名为NAVSOP（Navigation via Signals of Opportunity）技术（shù）。该技术将利用包括TV、收音机、WiFi等（děng）信息进行（háng）定位，弥（mí）补GPS 的不足。

③UWB (Ultra Wideband，超宽带)无线定位。UWB信号具有低成本、抗多径干（gàn）扰、穿透（tòu）能（néng）力强的优势，因此适用（yòng）于静止或者（zhě）移动物体以（yǐ）及人的定位跟踪，提（tí）供十分精确（què）的（de）定位（wèi）精度，静（jìng）态精度可达10厘米。通（tōng）过（guò）与（yǔ）惯性导航（háng）传感器（qì）融（róng）合，UWB可（kě）以（yǐ）提供更高的（de）精度、更强的鲁棒性。

对（duì）于多旋翼无人机，在飞（fēi）行（háng）过程中，快速且准确地获取自身速度能有效地提高（gāo）多旋（xuán）翼（yì）控制的稳（wěn）定（dìng）性（提高阻尼），从而达到更好的悬停和操（cāo）控效果，因（yīn）此测速工作起到了十分重要的作用。比较精确的（de）测速（sù）方案是通过（guò）“视觉（光流）+超声波+惯导”的融合。Ar.Drone是最早采用该项（xiàng）技术（shù）的多旋翼飞行器，它极大（dà）地提升了飞行器的可操控性。PX4自驾仪开源项目提供了开源的光流传感（gǎn）器PX4Flow。该（gāi）传感（gǎn）器可以帮助多旋翼在无（wú）GPS情况下实现精确悬停。

为了使多旋（xuán）翼完成更好的（de）飞行，避障技术无疑能够（gòu）为其提（tí）供更加稳（wěn）定的导航性能。

①深度相机避障技术。它的（de）原理是（shì）先对场景投（tóu）影结构光，然后分析红外（wài）传感器接收的反光得到深（shēn）度（dù）信息。微软（ruǎn）在2010年推出了深度相机Kinect。然而（ér）Kinect体（tǐ）积（jī）还是较大，并且在两米（mǐ）之外才能准确地识别用户手（shǒu）势。2014年，芯片厂商英特尔推出RealSense传感（gǎn）器（qì），体（tǐ）积更小（xiǎo），使用距离更（gèng）短。在2015年CES美国消费电子展上，英（yīng）特（tè）尔把（bǎ）RealSense技术也应（yīng）用到了无人机（jī）上，以用于感知周（zhōu）围环境，进（jìn）而自（zì）主（zhǔ）避障。

②声呐系统避障技术（shù）。Panoptes公司拟推（tuī）出Bumper4避（bì）障（zhàng）系统。它（tā）由（yóu）指（zhǐ）向（xiàng）多个方（fāng）向的超声波传感器组成，通过测（cè）量（liàng）多个方向的（de）距离来判断障碍。

③“视觉+忆阻器”避障技术。美国 “Bio Inspired”公司期望利（lì）用（yòng）视（shì）觉和忆阻（zǔ）器（qì）（具有短期记忆效果的电（diàn）阻器）使系统具（jù）备识别和短期记忆功（gōng）能，从而使无人机拥有避（bì）障（zhàng）的能（néng）力。

④双（shuāng）目（mù）视觉避障技术。美国（guó）的（de）Skydio公（gōng）司（sī）采用两个普通的摄像头充（chōng）当无人机的“眼睛（jīng）”并研发出识别障碍软件，从而使多（duō）旋翼无（wú）人机能够具备识（shí）别（bié）障碍的能力，进而（ér）实现自我导航。

⑤微小型（xíng）雷达。Echodyne公（gōng）司利用一台四轴（zhóu）无人机展（zhǎn）示（shì）了它的（de）小型电子扫描雷达（dá）。它可追踪地（dì）面上（shàng）的某个人（rén），或是在飞行中（zhōng）躲避障碍物，不（bú）过目前它（tā）仍然（rán）处于原型阶段。他们试图（tú）将这款（kuǎn）雷达的尺寸缩（suō）小到只有一台iphoness6 Plus大小，且重（chóng）量不（bú）超（chāo）过1磅（páng）。

无人（rén）机通（tōng）常利用被跟踪（zōng）者身上放置的GPS装置进行定位和跟踪。这种方式会（huì）在某种程（chéng）度（dù）上影响（xiǎng）用（yòng）户体验（yàn）。除此之（zhī）外，在没有GPS信号的情况下（xià），该方式（shì）就会失效。而且，对于非自愿携带GPS设备的（de）用户，该（gāi）方式（shì）也是行不通的（de）。

新（xīn）的技术完（wán）全（quán）可（kě）以从视觉（jiào）和雷达（dá）角度出发。视（shì）觉跟踪（zōng）技（jì）术方面，3D Robotics公司推出开（kāi）源飞控应（yīng）用（yòng）Tower，它能够使飞行器跟随（suí）用户，并（bìng）将用（yòng）户（hù）保（bǎo）持在摄像头（tóu）中心。OpenCV开源软（ruǎn）件也同样有很（hěn）多（duō）跟踪算（suàn）法供（gòng）飞行器开（kāi）发。此（cǐ）外（wài），采（cǎi）用小型（xíng）电子扫（sǎo）描雷达也能（néng）够实现新式（shì）的跟（gēn）踪模（mó）式。

交（jiāo）互（hù）技术

①手势控制技术（shù）。在CES 2014的展场（chǎng）上，工（gōng）作人员演示了利用MYO手势控制臂带来（lái）控制AR.Drone 2.0四旋翼。用户（hù）只要将臂带戴在其中一只手上，并以两只手指击响便可启动并控制该（gāi）飞行（háng）器（qì）。智能手（shǒu）机、手环、手表、戒（jiè）指等内置惯性（xìng）传（chuán）感器的设（shè）备也可以（yǐ）识别操作者的手（shǒu）势（shì），用于控制（zhì）多旋翼（yì）。

②脑机接口（kǒu）。它是指在人（rén）脑与计算机等外（wài）部设备之间（jiān）建立直接的连接通（tōng）路。通过对于脑电信息的分析解读，将（jiāng）其进一步转化为相应的动作，就（jiù）像是在用“意（yì）念”操控物体。多家机构对该技术也展开了研究。布朗大学与犹他州Blackrock Microsystems公司的（de）研究员将此无线（xiàn）装置商业（yè）化（huà），他（tā）们将其（qí）粘附在人（rén）类头骨（gǔ）上，并通过（guò）无线电（diàn）发送由人脑植入设备收（shōu）集的意识命令；Emotiv公司的EPOC可以检测8种行为现象，识别出7种表情，从而使残障人士具（jù）备控制飞行器的能力；浙江大学（xué）CCNT实验室的研（yán）究人员演示了FlyingBuddy2系统—即用大脑控制（zhì）四旋翼无人飞（fēi）行器；葡萄牙（yá）里斯本的无人机公司Tekever推出（chū）了一（yī）种依靠脑电波操控的无人飞机。

通信技术（shù）

该项技术（shù）有助于信息共享，适用（yòng）于（yú）交通管理或自身监控等，比（bǐ）如将（jiāng）数据备份（fèn）到云（yún）端进行云计算（suàn）等。

①4G/5G通信技术。2013年6月17日，北京4G联盟联合无人机联盟组织（zhī）召开了4G联盟与无人机联盟交流研讨会，旨在加强北京4G联盟和无人（rén）机（jī）联（lián）盟之间（jiān）技术交流，寻（xún）找无人机机载载荷与4G设备仪（yí）器（qì）的聚（jù）焦，促进北京市信息产业（yè）发展。2015年，中国移动开发4G“超级空战队”设（shè）备，能（néng）支持（chí）航拍（pāi）影像即拍即传。

②WiFi通（tōng）信技（jì）术。2013年，德（dé）国的卡尔（ěr）斯鲁厄理工（gōng）学院开发出了一项新的无线（xiàn）广域网技（jì）术，打破（pò）了（le）最快的WiFi网络速度纪录，它可以（yǐ）让（ràng）1公里以外的用户（hù）每秒钟下载（zǎi）40GB大（dà）小的（de）数据。由于这种设备（bèi）的传输距离比（bǐ）普通WiFi路由器（qì）的（de）覆盖范围要广得多，因此（cǐ）这种设备很（hěn）适合（hé）无（wú）人机航拍图传或光（guāng）纤布放（fàng）不方便的农村地区应用。

芯片技术

①在（zài）2015年CES上，高通和英特尔展示了（le）功能更为丰富的多轴（zhóu）飞行器（qì）。例如，高（gāo）通在（zài）CES上展（zhǎn）示的Snapdragon Cargo无人机是基于高通（tōng）Snapdragon芯片开发出来（lái）的飞行控制器。它具备无线通信、传（chuán）感器集成和空（kōng）间定位等功能。英特尔CEO Brian Krzanich也亲自在CES上（shàng）演示了他们的（de）无人机，采用了四核的英特（tè）尔凌动（dòng）（Atom）处（chù）理器的（de）PCI-express定（dìng）制（zhì）卡。此外，活（huó）跃在（zài）机器人市场的欧洲处理器厂商XMOS也（yě）表示已经进入无（wú）人机（jī）领域。

②3D Robotics发表声明与英特尔共同合作开发Edison芯片，这是一种（zhǒng）新型（xíng）微型处（chù）理芯（xīn）片。虽然它（tā）只有一个硬币的大小，却具有个人电脑一样的处理能力。

③目前，包括IBM在内的多家（jiā）科（kē）技公司都在（zài）模拟大脑，开发神经元芯片。而一旦“神经形态”芯片被应用（yòng）于无人（rén）机，自主反应（yīng）、自动（dòng）识别将会变得（dé）轻而易举。

④未来飞行器上的MEMS产品会向集成化方向发展，例如三轴加速度与三轴陀螺仪结合（hé）而成（chéng）的集成（chéng）产品。手机芯片公司推出无线多（duō）合一芯片后，又推（tuī）出了手机市场（chǎng）的（de）定位与（yǔ）导航（háng）芯片。新一代定位芯（xīn）片，将满（mǎn）足可穿戴与无人机等差异化需（xū）求。不仅（jǐn）如此（cǐ），新（xīn）芯（xīn）片内部（bù）还会直（zhí）接集成控（kòng）制算法。

⑤为了让机器人应（yīng）用能够更好地感知环境，高通研究院正在（zài）开发一（yī）款机器视觉研（yán）究软件开（kāi）发（fā）工具（jù）包(SDK)，其中包含至关重要的（de）计算（suàn）机视（shì）觉（jiào）技术，比如（rú）：视觉惯性测程、视觉同步定位和绘图立（lì）体相机景深。对于可穿戴设备和无人机等新兴领域的定位需求，他们需要更准确、更（gèng）小尺寸或是更（gèng）快速的定（dìng）位，甚至室内导航功能，同时这些领域的需求并不要（yào）求集成其（qí）他（tā）无线功能，这给传统的定位（wèi）芯片厂家又带来（lái）了新的商（shāng）机（jī）。

平台技术

①“Dronecode”无人机开源系（xì）统。2014年10月，著名计（jì）算（suàn）机开（kāi）源系统公司Linux推出（chū）了名为“Dronecode”的无人机开源系统（tǒng）合作项目，将（jiāng）3D Robotics、英特尔（ěr）、高通、百度（dù）等（děng）科技（jì）巨头纳入项目（mù）组，旨在为无人机开（kāi）发者提供（gòng）所（suǒ）需要（yào）的资源、工具（jù）和技术支持，加快无人机和机器（qì）人（rén）领（lǐng）域（yù）的发展（zhǎn）。

②Ubuntu 15.04操作系统。Ubuntu 15.04的物（wù）联网版本是Ubuntu目前最（zuì）小且最（zuì）安全的版本，它十分精简，适合开发（fā）者、科技专业（yè）人士使（shǐ）用（yòng），能够在无人机等领域中使用。

③Airware企业级无人机系统。Airware公（gōng）司旨（zhǐ）在通过（guò）标准（zhǔn）化的无人机软（ruǎn）件系（xì）统，帮（bāng）助（zhù）企（qǐ）业迅速、高（gāo）效地（dì）完成（chéng）商用无人飞行器的（de）部署及管理。该系统已于2015年4月16日正式发布，通过硬件与软件的结合，Airware成（chéng）功地实现了在单（dān）个软件平台上统一管理多个不同型号、不（bú）同品（pǐn）牌无人机的目（mù）标。目前，Airware产品已获得（dé）两（liǎng）家合（hé）作伙伴的采纳，分别为通用（yòng）电气（qì）(也同时是Airware的投资者)和Infinigy。

④一（yī）家名为Percepto的创业团队在Indiegogo上发起了一个同名开（kāi）源项（xiàng）目，它是一个（gè）可以安装（zhuāng）在现有无（wú）人机之上的计算（suàn）机视觉组（zǔ）件（jiàn），目标是搭建一个集硬件、驱（qū）动、算法、安全、机身控制于一体（tǐ）的平台，让更多（duō）的（de）开发者在（zài）此平台上为无人（rén）机开发应用。

空管技术（shù）

①2014年，Airware计划（huá）在NASA加州基（jī）地针（zhēn）对（duì）不同类（lèi）型（xíng）的无（wú）人机（四旋翼、直升机、固定翼飞机（jī））展（zhǎn）开一系（xì）列的飞行和实（shí）验室测试，最快可能会在今年开始该项目。测（cè）试（shì）第一阶段的目标是理解不同的飞行器对空管系统的响（xiǎng）应方（fāng）式。

②初创公司Skyward正在研发无人机交通控制（zhì）系统，这套系统使数（shù）千无人机在城市上空飞（fēi）行而不会互相碰撞（zhuàng）。Skyward正在跟FAA和（hé）全（quán）球（qiú）三大（dà）无人（rén）机制造商（大疆、3D Robotics、Parrot）合作（zuò）以证明大（dà）量（liàng）的（de）无人机可以在（zài）拥挤（jǐ）空域安全地共存。

③NASA同空间技（jì）术（shù）公司Exelis已经联手组（zǔ）成团队开发无（wú）人机空中交通管制系统（tǒng）的原（yuán）型（xíng）产品（pǐn）。

在多旋翼的潜在新技术发展（zhǎn）进程中（zhōng），各个（gè）技（jì）术是（shì）相互耦合依（yī）存的，比如芯片、传感器和算法等等。这（zhè）些技术将构成无人机（多旋翼（yì））的生态环境, 这（zhè）种情（qíng）况下无（wú）人机（多旋翼）的发展（zhǎn）可能被其中某（mǒu）项（xiàng）技（jì）术的发展引领，存在着各种（zhǒng）可（kě）能性，很多是我们目（mù）前无（wú）法想（xiǎng）象到的。同样，在（zài）无人机（多旋（xuán）翼）发展带动的技术（shù）也会促（cù）进相关行业技术的（de）发展，解决各（gè）种（zhǒng）实际问题。

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