1、无人机成像与传感技术：从基础到应用

无人机成像与传感技术：从基础到应用

1. 无人机概述

无人机，也被称为无人飞行器（UAV）、无人飞机系统（UAS）或远程驾驶飞机系统（RPAS），是一种无需人类飞行员在机上操作的飞行器。它既可以由机上计算机自主控制飞行，也能通过远程控制进行操作。无人机能执行众多任务，如侦察、灾害预防/救援以及偏远地区的医疗服务等。与有人驾驶飞机相比，无人机能够进入那些对有人飞机来说过于危险或难以抵达的区域。

要实现无人机的自主飞行，需要解决来自不同学科的问题，涵盖机械设计、航空学、控制理论、计算机科学、传感器技术以及人工智能等领域。

2. 基本概念

• UAV 的机动性与环境感知 ：UAV 的机动性使其能够在更动态的领域中运行，这就要求它具备感知和应对不断变化环境的能力。例如，利用传感器进行物体定位和避障，从而衍生出定位和地图绘制等问题。
• 按尺寸分类的 UAV ：尺寸是对机载平台进行分类的一个重要依据。机身越小，适用的传感器和其他硬件范围就越窄，主要限制在于较小的有效载荷以及有限的机载电源。以下是一些重要的 UAV 类别：
  • 高空长航时（HALE） ：能够执行极远距离（跨全球）的侦察和监视任务，可在 15000 米以上的高空连续飞行超过 24 小时。
  • 中空长航时（MALE） ：与 HALE 类似，但通常飞行范围较短，不过仍超过 500 公里，飞行高度在 5000 至 15000 米之间，续航时间为 24 小时，一般从固定基地起飞。