33、无人机技术：现状、挑战与未来趋势

无人机技术：现状、挑战与未来趋势

1. 无人机的应用与需求

无人机（UAV）如今不仅在军事领域发挥着重要作用，在民用领域的应用也日益广泛。其应用涵盖了生态平衡监测、水利设施建设与运营、建筑与桥梁检查、森林保护区监测等多个方面。这些无人机系统（UAV - CPSs）能够频繁检查各类场所，监控工作进度，生成安全文档和报告，尤其适用于难以到达的区域。

1.1 安全需求

无人机的飞行需要保证较高的安全水平，类似于有人驾驶飞机的“看见并避让”（see - and - avoid）条件。这一过程涉及大量决策，包括探测路径中的障碍物、判断其是否构成威胁以及采取相应的避让措施。计算机视觉和传感器集成在这方面具有巨大潜力，能够提高无人机的性能。

1.2 人机协作

UAV - CPSs具有承担人类任务和目标的能力，同时还能独立做出一些决策和执行行动。因此，人与机器之间的协作至关重要。然而，要完全掌握合适的人机交互方式，仍需付出巨大努力。

2. 技术挑战与解决方案

2.1 硬件与软件选择

使用低成本、开源组件以及多个传感器和执行器在成本和精力方面都是挑战。因此，建议在UAV - CPSs中采用开源硬件（OSH）和开源软件（OSS），并且在设计时应尽可能独立于硬件框架和操作系统使用可用的OSH和OSS。

2.2 数据传输与处理

• OFDM性能提升 ：通过添加信道编码（即纠错码），可以提高正交频分复用（OFDM）UAV - CPS的性能，以识别和纠正数据传输过程中出现的错误。