无人机中电子信息技术的应用

前言:寻找写作灵感?中文期刊网用心挑选的无人机中电子信息技术的应用,希望能为您的阅读和创作带来灵感,欢迎大家阅读并分享。

无人机中电子信息技术的应用

在现如今的社会发展过程中,电子信息技术已经成为了人们生活和工作必不可少的一部分。电子信息技术被广泛应用到各行各业当中,医疗、计算机、交通以及航天航空都离不开信息技术的应用。为了满足社会的进一步需要,电子信息技术也得到了优化和发展,从而满足人民群众的生活。电子信息技术还推动了科技领域的突破,让无人机这类原本作为军用的产品也可以走进千家万户。基于此,本文首先分析了电子信息技术的概念,再详细探讨了无人机中电信息技术的应用。随着我国社会现代化建设进程的加快,电子信息技术已经被广泛使用到人们的生产生活当中,特别是计算机技术和传感技术,得到了前所未有的发展和创新。不论是在军事、医疗还是制造行业,每一个行业的进步发展都与电子信息技术的优化分不开。而电子信息技术在无人机的应用和研发上面有着创造性的突破,同时也使电子信息技术朝着自动化、智能化以及经济化方向发展。本文深入分析了电子信息技术在无人机当中的应用,让人们看到电子信息技术的巨大开发价值。

1电子信息技术

1.1电子信息技术的概念。电子信息技术是有效利用计算器和传感器等电子设备,再对图像、视频以及文字进行获取、处理和传送。电子信息技术使用并储存技术对数据进行处理,同时利用电子技术对信息进行加工处理,电子技术能够有效处理问题并且达到较好的效果。由此来看,电子信息技术的发展过程可以分为信息技术和电子技术两方面发展,也正是因为在生产生活的过程中有很多信息问题需要及时处理,所以电子技术得到了前所未有的发展,这样就形成了庞大的电子信息技术工程行业。

1.2电子技术与信息技术之间的差异与融合。电子技术和信息技术之间存在差异,但也有着融合性。电子技术是以电子学为基础的技术,能够使用一些特殊的电器元件来改造电路,从而实现特定功能的操作技术。信息技术是通过集中处理文本、图画以及数字来传入以及输出信息,从而实现信息技术操作。电子技术能够有效处理问题从而达到目的的手段,处理信息是目的。信息技术和电子技术两方面互相融合在一起,从而结合成了电子信息技术,该项技术比单独的两项所发挥的功能更加强大。电子信息技术以传感器为感官技术,将电信号作为其神经传导信号,再将数据信息传送给作为大脑的计算器来分析处理,这样信息处理就能够更加高效、准确。

1.3电子技术的发展。电子技术的开始可以追溯到十九世纪,在经历完了二极管、三极管和集成电路的时代后,就逐渐形成了现在的全球信息化的状态。现阶段的电子技术主要分为电力电子和信息电子两项技术,电力电子技术利用半导体元件对电流进行逆流和变频改造。信息电子技术则是将数字、图画等信号转换成模拟信号来进行数据处理。电子技术可以将信息通过多种方式来正确传递,传递信息的方式也多种多样,接受信息的一端也可以在短时间内接受和处理大量信息。该类技术可以有效提高信息传输的效率,从而加快电子信息技术的进一步发展。

1.4信息技术的发展。信息技术简而言之就是可以通过文字、数字、图画等手段来记录信息的手段,该类技术可以追溯到好几千年之前。在计算机普及之前,人们收集和处理信息的方式还是停留在传统的文字记录阶段。直到现如今电子计算机被广泛应用到人们工作生活的方方面面,人们的生产活动愈加复杂和丰富,信息的种类和数量也与日俱增,特别是由于电网系统覆盖面较广,每天都要处理大量的信息。这样看来,传统的信息处理手段已经不能满足目前社会发展,所以信息工程技术的应用受到了广泛欢迎和使用。

1.5电子信息技术的发展过程。(1)早期阶段。早期电子信息技术以耗能较大、使用时间较短的真空电子管为元件,导致计算器容易发生故障,整体的运行成本也较高。但是早期的电子信息技术已经将人们传统的文字处理技术转变成了由计算机处理,让相关工作人员从原本繁重的信息收集、处理工作解放出来,这样就直接提高了收集处理人们生产生活中信息的效率,从而加快了人类向着信息化发展的脚步。但是也因为早期的电子计算机体积较大,耗能大的问题,所以只能够投入到军事以及科研领域。(2)中期发展。电子信息技术在发展中期不仅注重信息的处理速度,还重视提高获取的信息的准确度。传感器就是提高信息准确性的主要元件。传感器不仅是电子信息技术的发展所生产的物品,还是促使电子信息技术发展的动力。从功能角度来看,传感器能够取代甚至超出人们的“五官”,它同时具备了视觉、听觉、嗅觉以及味觉等功能装置,从而满足多方面的功能。在上世纪七十年代,传感器的出现成为一个分界线,促使电子信息技术转入发展的中期阶段。(3)后期发展。现阶段电子信息技术已经步入成熟阶段,不仅可以保证高效性,还可以达到信息准确性。在各级电网的建设过程中,通过建设智能化的配电基础工程,从而便于收集和处理信息,将这些收集的信息传送到云端数据库,实现国家合理分配。国家标准化管理为了适应现代计算机科学的飞速发展,制定了符合国家发展的网络安全框架,从而确保信息技术能够在安全的前提下广泛投入到使用之中。

2无人机技术的概念分析

2.1无人机技术内容要点。(1)飞控。飞控技术形成了区别于航模的最主要标志,使无人机完成自主飞行。对于数字电传的飞机来说,飞行员并不是通过操纵杆来直接控制舵面,而是用操纵杆向飞控系统输入一个自己想要的飞行姿态,由飞控计算机根据传感器数据来控制舵面,进而实现这种飞行姿态。飞控又可以分为导航子系统、飞控子系统两者。其中,导航子系统是向无人机提供相对于所选定的参考坐标系的位置、速度、飞行姿态,引导无人机沿指定航线安全、准时、准确地飞行。而飞控子系统则是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务、返厂回收等整个飞行过程的核心系统,对无人机实现全权控制与管理。(2)云台。云台是用来给相机增稳的部分,主要考察的几个性能包括增稳精度、兼容性(一款云台能适配几款相机和镜头)和转动范围(分为俯仰、横滚和旋转三个轴),如果遇到变焦相机,就更加考验云台的增稳精度了,因为经过长距离的变焦,一点点轻微的震动都会让画面抖动得很厉害。(3)计算机视觉(CV)。基于计算机视觉的无人机可以完成诸多功能,例如双目视觉深度图运算、手势操作、光流及声呐定位、电子稳像等,都是通过摄像头所采集的数据,回传给处理器,不过囿于目前大部分无人机使用的处理器的运算能力,在现有机型上可以完成的计算机视觉功能还十分有限,也正因如此,业内才逐步推出了基于手机芯片的无人机整体解决方案,专注于开发解决方案中的更多智能化功能,以便于更多无人机厂商能快速拥有包含“黑科技”的无人机产品。(4)图传。主要考察的指标是传输距离、延时性和清晰度,消费级主流的方案使用2.4GHzWiFi图传,传输距离在500-800m左右。高清图传的传输距离更远、延时性更低和更高分辨率的画质,对视频的编解码要求很高,目前的高清图传方案都非常贵,一般只有准专业级和专业级的航拍才会配高清图传。

2.2无人机技术的优势。(1)机动灵活。小型无人机,空机重量不超过15kg,或者最大起飞重量不超过25kg(微型、轻型无人机除外),依托飞行控件就可以对其进行操控,只需要1-2人就可以完成此类操作任务。在道路不畅,交通中断的情况下,徒步就可以携带至灾害事故现场,且起飞条件很简单,对地形无要求,加上无人机携带方便,所以具有很强的灵活性。此外,无人机的飞行速度易于控制,转弯半径小,机动性好,可以灵活机动控制飞行方向,机载摄像头也可以跟踪拍摄对象。(2)视野全面。无人机通过宽带、数据链技术可以实现超视距控制,从而具有很全面的视野,依据现场需求,可以从不同角度、不同的距离在不同的光线条件下进行作业。既可以实现在高空对目标进行全局性拍摄,也可以调整距离和角度,按需抓拍对现场决策有重要帮助的关键因素。通过远程控制无人机和摄像头,可以根据实际需求实时采集图像,尤其是在低空飞行时(可以达到0.1m),无人机跟踪拍摄能力极强,使用机载摄像头获取的图像分辨率很高,如果配备热视或红外等夜视功能,其收录的视频将更加全面。(3)操作简单。从技术层面上看,无人机的远程视频传输与控制系统通过网络和接口接入地面站,通过运营商光纤接入公网,因此,只需通过遥控摄像机及其辅助设备(镜头、云台等),就能直接观看无人机的摄像头实时视频。通常,用户只需通过遥控器来实现无人机的所有动作,通过远程视频传输与控制系统对现场情况一目了然,以实现远程、方便的全方位监控;当客户端(包括PC和手机)在接入公网后,用户可以通过PC、平板电脑或者是手机等多种形式的载体实现对无人机的控制。从应用层面上看,无人机的实际操作也并不复杂,只要掌握好飞行、音视频控制和其他兼容模块的操作,便能发挥效能。

3电子信息技术在无人机中的应用

3.1电子信息技术在民用无人机中的应用。(1)航拍领域的运用。我们通常所接触到的无人机都是民用无人机,它们可以在农业、气象、物流甚至摄影等任务上面发挥作用。这些作用主要是利用了无人机的空中特点,从而完成人们无法在陆地上所能完成的任务。现代的民用无人机可以利用全新的手势控制其飞行模式,客尸可以通过简单的手势来操作无人机的移动以及升降动作。这样来看,客户就能够在没有操作过无人机的情况就简单上手控制自己的机器,而这些功能都离不开电r信息技术当中人机交互技术的应用。无人机还是用了云平台技术还能够保证相机在飞行的过程中保持稳定。除此以外,3D传感器以及视觉定位系统能够使无人机感知前方立体物体,并目.对5m内的障碍物都能有效感知。(2)商业领域的运用。现阶段,无人机不仅在航拍的领域发挥了作用,很多商业巨头还想将无人机融入快递业务。例如亚马逊就已经着手研发了无人机送货,他们的无人机送货配备了语音识别模块,让用户在接收到快递的时候能够用说话的形式来指挥无人机。而当客户小方便接受快递的时候,无人机能够自动返回,这样可以节省不少时问和金钱。因为原木的快递业务由人工来实现,难免会出现问题导致服务不到位,一日_无人机投入到使用,就可以有效降低这些问题的出现,提r制报务质量从而使得人们的日常生活得到更好的品质。在国内,京东无人机早在2017年就在宿迁以及西安开始运营模式,菜鸟联盟联合淘宝服务使用无人机跨过海峡五公里,将十一几斤的白香果成功送至海岛上面。虽然无人机能够降低不少费用,但是在实用性方面还是存在一点不足,例如还没有达到ny度的信宫、共享,促进各种无人机之间l办调配合,对于突发的情况还不能实现信息收集和快速的处理速度。大多数的航拍无人机暂时一达不到自动化,要求操作者具备一定的专业性和操作能力。物流的无人机在工作方面也容易受到温度、湿度的影响,并目.对于物体也有重量限制,缺少应用的实用性。所以在看到民用无人机的优势过程中,还要对其缺点进行有效解决,从而提高民用机的质量和实用性。C3)环保领域的运用。当前,我国不可否认的而临着比较严重的环境污染与生态破坏问题,因此,随着可持续略的深入推进,环保任务成为了政府工作的一大重点,而无人机恰好能提升生态环境保护信息化管水平。执法人员预先设定好无人机飞行轨迹,搭载好环境监测传感器的无人机便可检测大气温度、湿度、PM10,PM2.5等多种特征污染参数,获取空中各项污染物的实时数据,同时对涉气企业进行空中影像监测,实现从半面巡查到立体巡查的突破。(4)在公共事业领域的运用。传统电工检测效率低,危险系数高,但是多旋翼无人机搭载可见光相机和红外热像仪,能对输电线路杆塔和导线进行近距离拍摄,采集到清晰的局部可见光图片和红外热像图片,然后通过人工和自动识别技术对降}片进行分析判断,就能找出输电线路上杆塔木体和导地线的缺陷,以弥补人工巡检不足,提高巡检任务效率。除此之外,在消防领域,消防部队所面对的各类灾害事故现场往往瞬息万变,在灾吉事故的处置过程中,利用无人机进行实时监控追踪,就能够提供精准的灾情变化情况,便于各级指挥部及时掌握动态灾言情况,从而作出快速、准确的对策,最大限度的减少损失

3.2电子信息技术在军用无人机的应用。(1)危险作业中的应用更加安全。现在的军用无人机己经能够实现在战场上的多种功能,例如电r对抗无人机、通信无人机等相比于有人的军用无人机,不会导致飞行人员伤亡。国家想要培养出一名出色的飞行员需要消耗大量的时I司和金钱,而有效利用军用无人机,就能在一定程度上节省人力和物力。无人机也更能够客克服飞行人员所要面对的种种心理和生理等问题,而且无人机可以长时间执行任务从而小会出现胆怯、紧张的心理,也小会因为疲劳I(1J失去控制(2)成木更加低廉。无人机与有人机相比较,无人机的造价更加实惠,这里以美国制造的“全球鹰”无人机为例f_,它整体的地面站点的造价为7300万美元,相比于有人机F-22的将近两亿美元来说,能够节约大量的资金。无人机的成木较为低廉,所以不少商家都能够自己生产和制造全新的无人机,从而推动军用无人机的进一步创新发展。正是因为无人机这种价格较为低廉的特点,所以很多国家都使用无人机来补充有人机的空档,调节飞行员与训练的时间,充分发挥无人机长时间使用的特征。(3)执行任务更加。靠军用无人机不需要飞行员在飞机上操控,从而减少了人员伤亡事故的发生因为无人机是利用电f信息技术进行操拄,所以可以长时间进行飞行,也小会囚为过载而失去知觉,这样就能够突显无人机执行任务的可靠性强。随着电J:信息技术的进一步发展,目前在战场上可以满足军用无人机和有人机共同作战,在这种模式下,无人机可以发展陇同交勺_技术、协同评估技术等,从而实现更好的作战模式。例如,普宙无人机在公安行业的应用就逐步得到了加强,普宙警用无人机不受地而条件限制,能够快速有效地突入藏匿在深山丛林中的制假、制毒、赌博窝点或高危、复杂部位上空监视,并实时传输口标图像,有助于警方分析拟定抓捕方案,实施精确打击。

4结束语

综上所述,随着电信技术的发展,让无人机能够朝着史加智能化、自动化的方向不断发展,同时满足用对其续航性、使用能以及承载能力的需求。军用无人机可以降低不少费用,节省人力物力,但是依然存在一些问题有待解决。而民用无人机有效利用电子信息技术,可以满足人们的生活需要,提高人们的生活品质。

作者:曹邯飞 单位:四川航天燎原科技有限公司