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无人机自主飞行技术逐步成熟
2015-07-16 07:46

近来有关各类无人机的新闻可谓层出不穷。细心的人可能会发现,无人机多是由于飞机上没有驾驶员而得名,但仍旧需要有人来进行操控和监测。那么,无人 机是否有一天能像科幻片里描绘的那样,谁都不需要,只要在操作员的“一声令下”后,即可自行起飞执行任务,中途遇到故障可以通过智能化操作系统判断解决, 实现真正的“无人”驾驶?

这一天其实离我们并不远。目前,市场上的民用无人机主要依靠操纵手通过目视判断进行操纵,而军用无人机技术则早已与之拉开了距离。由于许多军事任务 都需要无人机在目视范围以外执行,无人机与控制站之间只能通过数据链路进行通信。特别是当大型战略无人机执行任务时,其与控制站之间的通信必须通过卫星进 行中继。当下,全世界最尖端的无人机自主飞行技术主要包括无人机协同编队飞行、无人机自主空中加油以及无人机航空母舰自主起降等,这些任务对无人机导航精 度与控制精度都提出了非常严格的要求。目前美国在其最新型无人作战飞机验证机上,已经完成了该类飞行任务的试验。因此,相比民用无人机而言,军用无人机是 更加“名副其实”的“无人”机。

为了保证飞行安全,大型军用无人机在执行任务时基本全程采用自主飞行方式。依靠全球卫星定位系统和惯性导航系统,无人机可以知道自己身在何处;通过 综合运用各类控制算法,无人机能够仅凭操纵员轻点几下鼠标便完成整个航线的规划与飞行;借助先进的图像识别技术,无人机能够自动在飞行过程中对地面特定目 标完成辨认,并将其信息向控制中心突出显示。即使遇到突发故障,建立在故障重构技术基础上的飞行控制系统也能自动完成故障诊断,并采取相应方法进行处置。 当然,在无人机完成这一系列任务时,控制台前的操纵手更像是一个指挥官——他的地位暂时仍无法被取代,毕竟让一架价值不菲的飞机放手自主发挥,于情于理目 前都有点令人无法接受。 

对于民用无人机而言,只要有明确的市场需求,军用无人机技术向民用转化并不需要太长时间,但要实现真正的“无人”飞行,在技术之外还有 许多管理性的问题有待解决。民用无人机很多时候需要飞越人口密集区上空,对安全性的要求远高于军用无人机,因此,政府对民用无人机视距外自主飞行许可的放 开必须慎之又慎,目前还未有一个国家制定出切实可行、经得起考验的无人机安全标准规范。

作为21世纪航空工业的发展热点,无人机自主飞行技术已走过最初的探索期,正向稳健的成熟期过渡。军用无人机已经实现了高度自主的智能飞行目标,而民用无人机从“高端玩具”向大众工具发展也已是大势所趋。

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