數(shù)字素養(yǎng)與技能 課件 模塊五無人機技術

主講人：時間：20XX.XX模塊五

無人機技術CONTENTS01單元1無人機技術概述02單元2無人機技術應用案例無人機技術概述202X單元1單元1無人機技術概述無人機系統(tǒng)種類繁多、用途廣特點鮮明，其在尺寸、質(zhì)量、航程、航時、飛行高度、飛行速度、任務等多方面都有較大差異。由于無人機的多樣性，出于不同的考量會有不同的分類方法。按飛行平臺構型分類，無人機可分為固定翼無人機、旋翼無人機、無人飛艇、傘翼無人機、撲翼無人機等。按用途分類，無人機可分為軍用無人機和民用無人機。軍用無人機可分為偵察無人機、誘餌無人機、電子對抗無人機、通信中繼無人機、無人戰(zhàn)斗機以及靶機等；民用無人機可分為巡查/監(jiān)視無人機、農(nóng)用無人機、氣象無人機、勘探無人機以及測繪無人機等。民用無人機分為微型、輕型、小型、中型、大型五個等級。按活動半徑分類，無人機可分為超近程無人機、近程無人機、短程無人機、中程無人機和遠程無人機。按任務高度分類，無人機可以分為超低空無人機、低空無人機、中空無人機、高空無人機和超高空無人機。1．無人機分類單元1無人機技術概述2．無人機結(jié)構與組成無人機主要由機體、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)和任務載荷等組成，如圖5-1-1所示。機體是無人機的骨架，提供支撐和保護；動力系統(tǒng)為無人機提供飛行所需的推力；控制系統(tǒng)負責無人機的穩(wěn)定飛行和自主導航；傳感器系統(tǒng)則感知外部環(huán)境，為無人機的決策和控制提供必要信息；任務載荷則根據(jù)無人機的具體任務需求進行配置，如攝像頭、傳感器等單元1無人機技術概述3．無人機技術原理無人機的飛行原理基于空氣動力學和飛行控制理論。通過調(diào)整無人機的翼面、旋翼等部件的角度和速度，實現(xiàn)對無人機的升降、轉(zhuǎn)向、加速等基本飛行動作的控制。無人機導航與控制是無人機技術的核心。通過集成導航傳感器（如GPS、IMU等），無人機能夠確定自身的位置、速度和方向，并通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)自主飛行和避障。無人機通信與數(shù)據(jù)傳輸技術是實現(xiàn)無人機遠程控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P鍵。通過無線電波、衛(wèi)星通信等手段，實現(xiàn)對無人機的遠程操控和數(shù)據(jù)實時傳輸。傳感器技術是無人機感知外部環(huán)境的重要手段，包括攝像頭、雷達、紅外傳感器等多種類型，用于實現(xiàn)無人機的環(huán)境感知、障礙物檢測等功能。無人機動力系統(tǒng)是無人機飛行的動力來源。根據(jù)無人機的類型和需求，動力系統(tǒng)可采用電動、燃油等多種類型，為無人機提供足夠的推力和續(xù)航能力。單元1無人機技術概述4．無人機法律與倫理2023年，市場監(jiān)管總局（標準委）發(fā)布了《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》強制性國家標準（GB42590—2023），該標準由工業(yè)和信息化部組織起草，于2024年6月1日實施。2024年1月1日起，國務院、中央軍事委員會頒布的《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》施行，其中規(guī)定，民用無人機未實名登記進行飛行活動將被公安機關處罰。中國民用航空局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，中國已有實名登記無人機126.7萬架。民用無人機已在農(nóng)林牧漁和娛樂航拍領域?qū)崿F(xiàn)行業(yè)普及，城市場景和物流應用的管理模式與技術標準初步具備廣泛推廣基礎，有人/無人協(xié)同運行、載人飛行等已進入試驗驗證階段，無人機產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，成為低空經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐。單元1無人機技術概述5．無人機技術發(fā)展趨勢隨著科技的不斷進步和創(chuàng)新，無人機技術作為現(xiàn)代航空領域的重要組成部分，正迎來前所未有的發(fā)展機遇。未來，無人機技術將朝著多個方向發(fā)展，不斷提升性能、擴展應用場景，并為社會帶來更多的便利和價值。以下是無人機技術的主要發(fā)展趨勢。03010402智能化控制系統(tǒng)模塊化與標準化長航時與續(xù)航技術高精度定位技術07050806高清成像與傳感器網(wǎng)絡安全與防護多功能集成化人工智能與自主飛行無人機技術應用案例202X單元2單元2無人機技術應用案例如今，城市與鄉(xiāng)村，都在因無人機的出現(xiàn)而發(fā)生改變，如若生活在農(nóng)村地區(qū)，你會驚嘆于無人機在提升偏遠地區(qū)的運輸能力以及提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率上的杰出表現(xiàn)；如果作為城市中的一員，你也會驚喜地看到無人機在解決龜速物流以及城市規(guī)劃建設管理中非同凡響的作用。在這個技術吞噬世界的時代，無人機正在像空氣一樣無孔不入地滲入到人們的日常生活中，在人潮擁擠的大城市，以及另一端的鄉(xiāng)村。從助力現(xiàn)代鄉(xiāng)村到給力智慧城市，凡是需要空中解決方案的地方，都將有無人機的一席之地。無人機將應用在更廣闊的領域。單元2無人機技術應用案例裝配有高清數(shù)碼攝像機和照相機以及GPS定位系統(tǒng)的無人機，可沿電網(wǎng)進行定位自主巡航，實時傳送拍攝影像，監(jiān)控人員可在PC上同步收看與操控。采用傳統(tǒng)的人工電力巡線方式，條件艱苦，效率低下，一線的電力巡查工偶爾會遭遇“被狗攆”“被蛇咬”的危險。無人機實現(xiàn)了電子化、信息化、智能化巡檢，提高了電力線路巡檢的工作效率、應急搶險水平和供電可靠率。而在山洪暴發(fā)、地震災害等緊急情況下，無人機可對線路的潛在危險，諸如塔基陷落等問題進行勘測與緊急排查，絲毫不受路面狀況影響，既免去攀爬桿塔之苦，又能勘測到人眼的視覺死角，對于迅速恢復供電很有幫助。電力巡檢工作單元2無人機技術應用案例利用集成了高清數(shù)碼相機、光譜分析儀、熱紅外傳感器等裝置的無人機在農(nóng)田上飛行，準確測算投保地塊的種植面積，所采集數(shù)據(jù)可用來評估農(nóng)作物風險情況、保險費率，并能為受災農(nóng)田定損，此外，無人機的巡查還實現(xiàn)了對農(nóng)作物的監(jiān)測。自然災害頻發(fā)，面對顆粒無收的局面，農(nóng)業(yè)保險有時候是農(nóng)民們的一根救命稻草，卻因理賠難，又讓人多了一肚子苦水。無人機在農(nóng)業(yè)保險領域的應用，一方面既可確保定損的準確性以及理賠的高效率，又能監(jiān)測農(nóng)作物的正常生長，幫助農(nóng)戶開展針對性的措施，以減少風險和損失。農(nóng)業(yè)保險工作單元2無人機技術應用案例無人機在環(huán)保領域的應用，大致可分為三種類型。環(huán)境監(jiān)測：觀測空氣、土壤、植被和水質(zhì)狀況，也可以實時快速跟蹤和監(jiān)測突發(fā)環(huán)境污染事件的發(fā)展；環(huán)境執(zhí)法：環(huán)監(jiān)部門利用搭載了采集與分析設備的無人機在特定區(qū)域巡航，監(jiān)測企業(yè)工廠的廢氣與廢水排放，尋找污染源；環(huán)境治理：利用攜帶了催化劑和氣象探測設備的柔翼無人機在空中進行噴灑，與無人機播撒農(nóng)藥的工作原理一樣，在一定區(qū)域內(nèi)消除霧霾。無人機開展航拍，持久性強，還可采用遠紅外夜拍等模式，實現(xiàn)全天候航監(jiān)測，無人機執(zhí)法又不受空間與地形限制，時效性強，機動性好，巡查范圍廣，尤其是在霧霾嚴重的北方地區(qū)，使得執(zhí)法人員可及時排查到污染源，一定程度上減緩霧霾的污染程度。環(huán)保工作單元2無人機技術應用案例無人機搭載高清攝像機，在無線遙控的情況下，根據(jù)節(jié)目拍攝需求，在遙控操縱下從空中進行拍攝。無人機實現(xiàn)了高清實時傳輸，其距離可長達5km，而標清傳輸距離則長達10km；無人機靈活機動，低至一米，高至四五千米，可實現(xiàn)追車、升起和拉低、左右旋轉(zhuǎn)，甚至貼著馬肚子拍攝等，極大地降低了拍攝成本。影視圈使用無人機的成功案例比比皆是。此外，俄羅斯索契冬奧會以及央視的錢塘江大潮等重要事件的報道中，無人機也功不可沒。影視劇拍攝工作大到兩國的領土之爭，小到農(nóng)村土地的確權，無人機都可上陣進行航拍。實際上，有些國家內(nèi)部的邊界確權問題，還牽扯到不同的種族，調(diào)派無人機前去采集邊界數(shù)據(jù)，有效地避免了潛在的社會沖突。確權問題工作單元2無人機技術應用案例利用攜帶拍攝裝置的無人機，開展大規(guī)模航拍，實現(xiàn)空中俯瞰的效果。谷歌和騰訊街景都“Out”了，那一輛輛的街景車一遍一遍地壓馬路，說不定哪天就把你我的正臉給拍進去了，但無人機就大不一樣了，其拍攝的街景圖片不僅有一種鳥瞰世界的視角，還帶有些許藝術氣息。別忘了，在常年云遮霧罩的地區(qū)，遙感衛(wèi)星不夠靈光的時候，無人機可以沖鋒陷陣。街景工作單元2無人機技術應用案例無人機可實現(xiàn)鞋盒包裝以下大小貨物的配送，只需將收件人的GPS地址錄入系統(tǒng)，無人機即可起飛前往。這早已不是天方夜譚，美國的亞馬遜、中國的順豐都在興沖沖地忙著測試這項業(yè)務，而美國達美樂比薩店，已在英國成功地空運了首個比薩外賣。據(jù)悉，亞馬遜宣稱無人機會在30分鐘內(nèi)將貨物送達1.6千米范圍內(nèi)的客戶手中。據(jù)說順豐研發(fā)無人機送貨的目的，是解決偏遠地區(qū)送貨難的問題?？爝f工作單元2無人機技術應用案例利用搭載了高清拍攝裝置的無人機對受災地區(qū)進行航拍，提供一手的最新影像。無人機動作迅速，起飛至降落僅7分鐘，就已完成了100，000平方千米的航拍，對于爭分奪秒的災后救援工作而言，意義非凡。此外，無人機保障了救援工作的安全，通過航拍的形式，避免了那些可能存在塌方的危險地帶，將為合理分配救援力量、確定救災重點區(qū)域、選擇安全救援路線以及災后重建選址等提供很有價值的參考。