国外无人机研究现状及趋势论文

高技术的发展，信息技术的革命，使得高技术武器层出不穷。作为未来战争物质基础的高技术武器装备，正朝着信息化、精确化、隐身化和无人化方向发展。随着各种航空和电子技术的发展，无人机在性能上得到了迅速的发展，在军事和民用领域都有了广泛的应用前景。与有人机相比，无人机具有价格低廉、机体小、机动灵活、无人员伤亡，起飞条件、空勤保障相对简单等优点。但面对新形式下的作战需求，现在的无人机又显得智能化程度不够，在复杂不确定的环境条件下，现有的无人机系统一旦缺乏人的控制决策干预，往往不能顺利完成任务。自主控制技术成为元人机的发展重点之一，越来越受到重视。半自主控制、自主控制的概念被提上了日程。如何最大程度地给无人机赋予智能，实现其自主飞行控制、决策、管理及健康诊断和自修复，从而在某些领域取代有人驾驶飞机， 是今后需要研究的主要方向。2 国外无人机飞行控制的发展现状和趋势美国作为全球第一军事强国，无人机的种类和数量都居全球第一，美国无人机的发展方向代表 了世界无人机的发展趋势。为了指导和规划美国无人机的发展，美国国防部相继于2000，2002，2005和2007年公开发表了4个官方文件：《2000~2025年美国无人机路线图》，《2002～2027年美国无人机路线图》，《200～2030年美国无人机系统路线图》、《2007～2032年美国无人系统路线图》。前3个路线图分别给出了自主控制等级发展趋势图，对无人机自主控制级别( Autonomous control level，ACI ) 都采用了相同的提法，把自主控制的级别划分为了10级，对自主控制等级的衡量标 准中包括故障诊断能力、航线规划能力、机群协同能力、机群战术规划能力、分布式控制、机群战略目标等内荣。并对当前有代表性的、在研究的和未来规划的无人机系统如Pioneer，Global Hawk，X-45，AFRI Goal和ONR Goal等的ACI都进行了较明确的定义。ACI己经开始作为一种标准用来衡量无人机的自主性提高ACI是美国无人机发展的趋势之一。3 故障诊断与自修复无人机在复杂未知飞行环境下的故 障诊断与容错控制为提高无人机飞行的安全性、可靠性及早期故障的适应与防护能力提供了一条新的技术途径，同时自诊断与自修复能力也是构成完全自主(智能化)飞行控制系统的基础。不断庞大的无人机规模和其昂贵的任务设备，带来的飞行安全性要求．对飞行器的可靠性和容错能力提出了更高的要求。无人机的飞行控制系统作为飞行器的控制中心对其飞行安全起到至关重要的作用，这就要求无人机飞行控制系统除了优良的设计和严格的地面试验之外，还要具备在飞行过程中系统出现故障时能实时快速诊断，依据故障特性和损伤特性，迅速进行故障隔离和控制重构，实现无人机的最低安全性要求，保证无人机飞行任务的继续执行或者保证无人机安全返航回收。无人机的飞行控制系统通过采集各机载传感器信息，结合飞行任务需求，控制无人机舵面和发动机等执行机构，实现对无人机不同层次的控制。传感器信息的冗余、信息之间的内在关系、以及执行机构的操纵余量设计等， 为飞行过程中无人机故障自诊断与容错控制提供了理论上的可行性。设计精良的自检测功能(BIT)，为飞控计算机进行快速故障检测和定位提供直接的帮助。传感器信息的内在关系、冗余信息出现矛盾时的仲裁算法的深入研究，多层次机载部件B I T设计与验证，容错控制律设计与仿真验证，安全性故障控制软件模块以及高可靠性机载软件的开发与测试等、是提高无人机飞行安全所必须开展的工作。4 多机协同技术单架无人机独立飞行逐步提高到多架无人机编队，实现多架无人机协同飞行，是无人机自动控制的新高度。为了做到协同，无人机群应该具有高度的自主程度，并能在不同作战阶段进行可变自主程度飞行。编队中的单个无人机应能以不同的路径飞行，能为其他编队成员提供完成协同任务所需要的支持，能感知和评估变化的境况、形势和环境，能自动进行航路重规划，达到对目标区域实施从空间、时间或频率上的有效覆盖：(1) 空间覆盖：预先侦察、收集地理信息分为点覆盖、面覆盖和点、面混合覆盖。(2) 频率覆盖：E t常边境巡逻，无人区、军事隔离带巡视，敌方大型战略工事修筑进展监视，突发事件局势监控等。(3) 时间覆盖 ：无人机与有人机协同作战，无人机与地面部队协同作战，打击效果、毁伤程度实时评估，炮兵校射等。多机协同控制的技术，除了自主飞行控制技术方面对飞行控制精度提出了更高的要求之外还具 有以下特点 ：(1) 多机协同的中继通信及信息资源共享技术：协同作战中，需要通过有效的通信方式进行信息交换与共享。包括地面控制中心与编队无人机的通信与数据交换、编队无人机之间直接进行数据共享和信息交换。(2) 根据飞行器的性能和飞经的地理环境、威胁点等因素，针对已知或潜在的目标，规划出满足要求的各架无人机的航迹。(3) 以编队无人机之问通信和信息资源共享为基础，在飞行过程中，进行航线实时局部修改或重规划。(4) 运用信息融合技术，进行多种来源的位置信息的校准和时统，把不同来源的位置信息数据转换成统一参考坐标系中的信息数据。(5) 按照一定的相关准则，将不同的侦察设备探测到的同一目标的信息进行识别、相关、融合处理，形成该目标完整 、精确的特征和位置信息。相对于单架无人机的控制来说，多机协同的无人机控制系统优势在于：各架无人机从完成任务的层面上．能达到互为余度的效果；能高效地完成目标区域面积大、目标数量多的任务；能充分利用各架无人机装载的不同侦察设备对同一隐蔽目标实施有效的侦察，提高目标发现率和识别率。多机协同系统作战任务规划如图2所示。5 结束语本文首先分析了国外无人机飞行控制系统的发展现状和趋势，提出了无人机控制系统的发展方向是自主控制。对自主控制在无人机系统个体和集群两个层面的应用进行了分析，提出了实现自主控制的关键技术：在个体层面上主要体现在故障诊断与自修复飞行控制；在集群层面上主要体现在多机协同技术，并对实现这两种飞行控制系统所要研究 的具体技术进行了阐述。

行业主要上市公司：北方导航(600435)、洪都航空(600316)

本文核心数据：中国无人机市场结构、民用无人机市场规模

我国军用的无人机发展起步较早，早在1964年Ⅰ型无人机靶机就已经诞生，Ⅱ型无人机靶机也在70年代研制完成。随后，又研制出了S-100型靶机，使无人机的飞行速度达到100米/秒，这也为我军训练的现代化做出了重要贡献。

而相对于发展起步较早的军用无人机，我国民用无人机市场在早期并未引起足够重视，有归口管理单位，没有长远规划，处于无序发展状态。但近些年由于技术的发展和需求的牵引推动，特别是一些自然灾害频发，急需有一种灾情监视评估和搜救手段，从而引起有关方面对民用无人机的关注，且迅速升温，逐步深入大众生活。截至2020年末，我国民用无人机的市场份额由2014年的不足10%增长到37.2%左右。

军用无人机市场依旧活跃

我国军用无人机起步于1964年，1980年代开始批量使用无人机，最初主要作为防空系统的靶机和干扰诱饵等。到2000年后，我国相关科研院所、高等院校积极合作，开发出了多型的无人机设备，除了2002年在珠海航展上亮相的WZ-2000型无人侦察机引起世界轰动外，近几年也开发出了中国版的“捕食者”——“彩虹-4号”、 “彩虹-5号”无人机和“翼龙型”无人机，还有酷似全球鹰的“翔龙型”无，而“利剑”隐身无人攻击机在2019年国庆阅兵时正式亮相，并更名为“攻击11”。

我国研制无人机已有五十多年的历史，国内无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、组合导航、中继数据链路系统、传感器技术、图像传输、信息对抗与反对抗、发射回收、生产制造和部队使用等诸多技术领域积累了一定的经验，具备一定的技术基础。

但在军用无人机领域，我军无人机装备同发达国家相比仍有一定差距，还不能完全适应高技术战争的要求。国内己有的无人机任务系统载重都不大，尚难满足电子对抗、预警、侦察等大型任务系统的要求，平台技术难以满足无人作战飞机的高隐身、高机动能力的要求，在气动力、发动机、轻质结构和高精度导航等方面基础技术薄弱。

2020年民用无人机市场规模有望超过250亿元

从总体上看，在早期阶段，国内民用无人机领域的开发长期以来没有引起足够重视，没有归口管理单位，没有长远规划，处于无序发展状态。但近些年由于技术的发展和需求的牵引推动，特别是一些自然灾害频发，急需有一种灾情监视评估和搜救手段，从而引起有关方面对民用无人机的关注，且迅速升温，逐步深入大众生活。据统计，截至2020年底，无人机实名登记数量已增至52.36万架，较2010年涨幅超过500%。

中国民用无人机自2008年汶川地震之后开始在国内兴起，经过几年的发展，当前无人机的应用范围已涉及国土资源调查、环境监测、水情监测、救灾等多个领域。据不完全统计，目前国内无人机仅民用市场大概有几亿元的量级。面对这一正在兴起的市场，相关企业和科研机构也纷纷进驻民用无人机领域。

民用无人机的迅速发展使得我国民用无人机市场规模持续扩大，根据航空运输协会的数据显示，2019年我国民用无人机市场规模为210亿元。根据Drone Industry Insights披露的民用无人机增长率预测，2020年中国民用无人机市场规模有望超过250亿元。

综合来看，我国无人机市场近年来处于相对活跃状态，投资与研发并举，军用与民用共同发展。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国无人机行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。下面是我为大家精心推荐的无人机应用技术论文，希望能够对您有所帮助。

无人机航测技术的应用分析

【摘 要】以生产项目为例，以无人机航测的技术流程为主线，介绍了无人机航测技术方面的应用分析。

【关键词】无人机、航测技术

【Abstract】Production project as an example, the unmanned aerial technology process, introduced the UAV aerial application analysis.

【Key woerds】UAV、aerial surveying technology

中图分类号：V279+.2文献标识码：A 文章编号：

0 引言

无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大，影像有明显畸变等问题，这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。

本文从生产案例出发，以无人机航测技术为主线，对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。

1 生产实践

1.1主要技术依据

《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010);

《低空数字航空摄影规范》(CH/Z3005-2010);

《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003-2010);

《低空数字航空摄影外业规范》(CH/Z 3004-2010) ... ...

1.2 数据源及预处理

1.2.1 数据源

本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像，航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ，焦距为：35mm，相幅大小为：5616×3744，像元分辨率为6.41um。影像地面分辨率为0.2米。

1.2.2遥感影像预处理

无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机，因此，在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时，需要对相机进行像片畸变差改正。(相机畸变改正在四维公司检校完成)

1.3 无人机航测总体作业流程

1.4无人机航空摄影

本次无人机航摄分两个架次进行，由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好，影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好，能够表达真实的地物信息，可以满足1:2000成图要求。

像片航向重叠度为75%，旁向重叠一般为35%-45%，旋偏角一般控制在12度以下。

1.5 像片控制测量

1.5.1 像控点精度要求

像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于0.2米，高程中误差不大于0.2米。

1.5.2 像控点布点方案

项目布点方案确定为双模型布点，全部布设为平高点。

1.5.3 像控点测量

在像控测量之前，首先对测区内收集到的已知控制点进行联测，检核控制点情况;为满足后续像控测量，联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测，采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个，新设控制点2个，观测时具体技术参数依据规范，像控点采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量，满足要求。

1.6 空中三角测量

本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密，根据航飞及影像分布情况，将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密，即采用自动匹配进行像点量测，剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求，检查点平面中误差为0.3米，高程中误差为0.17米，最终加密成果符合1:2000数据采集要求。

1.7 数据采集

在空三完成后，利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况，第一架次无法建立的模型有29个，占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大，航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1:2000地形图精度要求，我们提出了如下解决方案：在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。

1.8 项目精度报告

根据1:2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计，统计了3幅地形图，其中高程精度中误差最大为0.36米，最小为0.27米，从统计的结果看，粗差率比较高，有的达到了5%，平面精度中误差为0.75米。

2 结 论

(1)无人机航空摄影测量技术应用于地形图的生产存在不确定性，比如，区域网整体加密精度评定良好，但单模型定向精度存在超限情况，在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大等，可以通过外业实测进行补充测量、验证。

(2)利用无人机航测进行航空摄影测量时，应采用试验区的作业方法，即在确定布点方案前选取一定面积的试验区进行布点方案试验，分析精度指标后确定作业方案。

(3)目前，无人机航测技术主要应用于载人飞机航测技术的补充方面，如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域，在载人机不便或无法完成的情况下，由无人机来完成。

参考文献：

[1] 范承啸，韩俊，熊志军，赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009，34(5)：214-215;

[2] 崔红霞，李杰，林宗坚，储美华。非量测数码相机的畸变差检测研究[J] 测绘科学2005，30(1)：105-107;

[3] 连镇华。无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J] 地理空间信息2010，8(1)：20-22;

作者简介：徐锦前(1982-)，男，辽宁铁岭人，工程师，主要从事摄影测量和地理信息系统建库等测绘工作。

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全球投资额和市场规模不断扩大

根据专做无人机市场调研的机构Drone Industry Insights发布的无人机市场环境统计数据显示，从2008年开始，截止到2019年，全球无人机行业已接受累计44330亿美元的投资金额。

2019年无人机行业投资超过12亿美元，年度总投资不仅创下了最新记录，还突破了10亿美元的大关。其中风险投资(VC)占投资的大部分，2019年风险投资额超过8.3亿美元，高于2018年6.79亿美元，创下有史以来最新记录。

无人机在以色列贝卡谷地一战成名，随着世界电子、通讯技术的迅速发展，无人机技术的发展也进入了快车道，涌现出了一批诸如“全球鹰”、“哈比”、“死神”等世界知名的优秀军用无人机。同时，全球民用无人机的销量高速增长，1990年为2.5万架，2000年已经超过4万架，2010年达到10万架以上。

根据专注于新能源产业的互联网服务平台起点研究院(SPIR)的调研数据，截止到2019年，全球无人机销量约为680万架，比上年增长51.11%;市场规模约为950亿元，比上年增长50.79%。

军用：占比约70% 未来十年仍是市场重心

根据Drone Industry Insights机构发布的数据，2018年全球军用无人机市场规模为141亿美元，占比65.89%，民用无人机市场规模为73亿美元，占比34.11%;根据测算，2019年全球无人机市场规模为259亿美元，其中民用无人机市场规模为90亿美元，占比为34.75%，军用无人机市场规模为169亿美元，占比为65.25%。

目前，全球每年无人机军贸合同规模约50架，美国市占率接近一半。无人机军贸市场上美国份额最大，市占率接近一半，以色列市场份额约四分之一，中国市场份额约五分之一，其他国家无人机军贸规模合计占比约10%。

根据美国全球市场洞察组织发布的报告，今后十年世界无人机市场中军用无人机仍是市场重心，2014年，军用型在无人机市场的占比为89%，到2024年，将降为86%，仅给民用型让出3%的份额。而北美和亚太市场将最为火爆。

另据市场研究机构MarketsandMarkets报告显示，军用无人机市场将从2018年的121亿美元以每年12%的速度增长，到2025年将达到268亿美元。到2029年亚太地区将成为军用无人机最大市场，占全球市场的份额37.8%。

民用：中国消费级无人机占据较大优势

根据产品或商业模式的创新能力、企业品牌的透明度、独立的公司治理能力、市场影响力，高工产研机器人研究所推出了《GGR：全球无人机企业TOP10企业名单》，其中中国企业占7家、美国2家、法国1家。

在民用无人机领域上，中国占据较大优势，特别是消费级无人机，中国的大疆占据着全球约70%的消费级无人机市场份额，在全球民用无人机制造企业TOP10榜单中排名第一。

—— 更多数据及分析请参考前瞻产业研究院《中国工业无人机行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

应该挺好穿的，以前买过这个品牌的衣服，还不错的

无人机物流配送在全球范围内都受到了越来越多的关注和研究，以下是国外无人机物流配送的发展现状：1. 亚马逊 Prime Air：亚马逊于2013年宣布启动 Prime Air 项目，计划通过无人机实现30分钟内快递送达。目前该项目已在英国、美国、德国等国家进行测试，并取得了一些进展。2. UPS 配送和 Matternet：UPS 和 Matternet 合作，推出了使用无人机进行医疗物资配送的项目。该项目在美国、瑞士等国家进行测试，并已完成了数万次飞行。3. Wing 配送：Wing 是谷歌母公司 Alphabet 的子公司，致力于开发基于无人机的空中交通系统。该公司推出了无人机送货服务，已经开始在澳大利亚的部分地区提供送货服务。4. JD.com 无人机配送：中国电商巨头京东也开始尝试使用无人机进行配送。该公司早在2016年就在中国西南部开通了无人机送货服务，目前已计划在更多城市推广配送服务。5. Zipline 国际配送：Zipline 专注于使用无人机进行医疗物资配送，目前在非洲、南美和南太平洋地区进行服务。该公司已经完成了数万次送货任务，为一些偏远地区的医疗机构提供了可靠的物流支持。总体来说，国外无人机物流配送的发展现状表明，无人机物流配送已经在不断发展和拓展，虽然在法律、技术和安全等方面仍存在挑战和难题，但它的潜力和前景也同样巨大。未来，随着技术的不断进步和政策的逐步完善，无人机物流配送有望成为一种更加高效、便捷和可靠的物流服务方式。

我也想答不过一楼太详细我就不说了

国外无人机物流配送的发展已经开始进入实际应用阶段。以下是一些国外无人机物流配送的发展现状：1. 亚马逊：亚马逊于2016年进行了首次无人机物流配送试点，该试点项目目前正在延伸至更多区域。2. 谷歌：谷歌旗下的X部门（前身为Google X）研究了多年的无人机物流配送技术，并计划在未来进行商业化探索。3. UPS：全球快递巨头UPS计划在2017年向住户配送物品的无人机服务，以提高效率并降低成本。4. 京东：在中国，京东与四川成都市政府达成合作，计划在成都地区开展无人机物流配送业务。5. 微软：微软也正在研究无人机物流配送技术，并已经获得了相关技术专利。尽管无人机物流配送的技术和规范还在发展中，但越来越多的公司正在积极探索这个领域，相信未来几年将会有更多的进展。