無(wú)人機(jī)的時(shí)代，已經(jīng)到來(lái)！
關(guān)于無(wú)人機(jī)，你覺(jué)得它離我們的生活有多遠(yuǎn)？
事實(shí)上，在世界各地，每當(dāng)自然災(zāi)害的時(shí)候，無(wú)數(shù)的英雄都會(huì)參與到救災(zāi)工作中，其中就包括各地的無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)商們。
自從“瑪利亞”颶風(fēng)襲擊波多黎各之后，無(wú)人機(jī)就被廣泛用于電網(wǎng)恢復(fù)工作。在墨西哥城，無(wú)人機(jī)捕獲到了7.1級(jí)地震災(zāi)害圖像，引起世界廣泛關(guān)注。在“厄瑪”颶風(fēng)和“哈維”颶風(fēng)分別襲擊佛羅里達(dá)和德克薩斯州之后，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局批準(zhǔn)了超過(guò)260架無(wú)人機(jī)參與到兩地的災(zāi)后恢復(fù)工作。無(wú)人機(jī)積極響應(yīng)災(zāi)后恢復(fù)工作，檢查鐵路損壞程度、檢測(cè)石油設(shè)施、評(píng)估信號(hào)塔和檢測(cè)輸電線損壞程度，并在加速保險(xiǎn)理賠方面發(fā)揮了巨大作用。
美國(guó)聯(lián)邦航空管理局局長(zhǎng)Michael Huerta稱(chēng)：“ 這次颶風(fēng)災(zāi)害恢復(fù)工作是美國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的里程碑”。無(wú)人機(jī)在這些危急時(shí)刻所發(fā)揮的作用大大提高了人們對(duì)無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)用途的認(rèn)知，其用途也不單只是用于拍攝好萊塢電影和被用于近期正在快速發(fā)展的快餐外賣(mài)服務(wù)，而在幫助人類(lèi)和社會(huì)發(fā)展上具有巨大潛力。
這也激發(fā)了設(shè)計(jì)工程師開(kāi)發(fā)先進(jìn)無(wú)人機(jī)電子系統(tǒng)的熱情。
更快的反應(yīng)速度，點(diǎn)亮智慧城市
無(wú)人機(jī)在世界上應(yīng)用廣泛，例如：在日本用于噴灑殺蟲(chóng)劑，在澳大利亞用于監(jiān)測(cè)海岸鯊魚(yú)，在盧旺達(dá)村莊用于投放醫(yī)療用品，在蘇格蘭用于檢查風(fēng)力渦輪機(jī)，在華盛頓用于協(xié)助消防員工作。
工程師們正在為無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)新功能，可能很快就能實(shí)現(xiàn)使用無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)工作場(chǎng)所衛(wèi)生安全、探測(cè)和引爆地雷、掃描倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存、定位和清理礦井鉆孔、為非連接區(qū)域提供Wi-Fi?、為橋梁噴漆及為飛機(jī)除冰的功能。
無(wú)人機(jī)也將在未來(lái)成為智能城市的重要組成部分，其功能將包括指揮交通、幫助緊急救援人員和監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量。
然而，讓無(wú)人機(jī)執(zhí)行任何可能的任務(wù)都需要進(jìn)行關(guān)鍵性升級(jí)，例如延長(zhǎng)電池供電時(shí)間使待機(jī)時(shí)間能夠超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的30分鐘以提升躲避障礙物的能力。在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中，停電會(huì)引發(fā)危險(xiǎn)，而碰撞到包括其他飛行物在內(nèi)的障礙物也將對(duì)其造成危害。
更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間，更遠(yuǎn)的飛行距離
無(wú)人機(jī)制造商需要通過(guò)先進(jìn)的模擬技術(shù)、嵌入式處理器和參考設(shè)計(jì)方案來(lái)克服棘手的技術(shù)難題。
Jasraj Dalvi是德州儀器公司的一名工程師，他經(jīng)常與世界頂尖無(wú)人機(jī)制造商打交道。他說(shuō)：“盡管無(wú)人機(jī)體積很小，它們卻被數(shù)量眾多的部件所拖累”。例如，攜帶相機(jī)的無(wú)人機(jī)，就包括了以下如此之多的子系統(tǒng)：
- 為每個(gè)系統(tǒng)組件供電的電池組；
- 四個(gè)或更多的電子速度控制器，用于獨(dú)立控制每個(gè)螺旋槳的推力和方向變化；
- 一個(gè)用于控制相機(jī)角度的平衡控制器；
- 一個(gè)攝像頭模塊，用來(lái)接收拍攝圖像和視頻、發(fā)送或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的命令；
- 與主控制器連接的多個(gè)視覺(jué)和傳感系統(tǒng)，用于探測(cè)障礙、協(xié)助降落和保持平衡；
- 通過(guò)無(wú)線系統(tǒng)接收遠(yuǎn)程操作員命令的飛行控制器、傳感器接口、電子調(diào)速器、攝像機(jī)和平衡環(huán)。
Jasraj說(shuō)：“在無(wú)人機(jī)上的電子設(shè)備越多，所需的電力就越多。”達(dá)到無(wú)人機(jī)電力需求的方法是增加電池的尺寸和重量或者提高電能利用率，使無(wú)人機(jī)變得更智能，而我們的工程師一直專(zhuān)注于研究第二種方法”。
但是，無(wú)人機(jī)的未來(lái)不僅僅依靠更先進(jìn)的技術(shù)。
在美國(guó)，未經(jīng)美國(guó)聯(lián)邦航空管理局的特許，是禁止無(wú)人機(jī)飛出遠(yuǎn)程操作員的視野范圍之外的。隱私和空域保護(hù)方面也仍然存在問(wèn)題，無(wú)人機(jī)的空中交通管制系統(tǒng)尚待開(kāi)發(fā)。例如，在休斯敦，美國(guó)聯(lián)邦航空局警告說(shuō)要對(duì)未經(jīng)授權(quán)而對(duì)“哈維”颶風(fēng)恢復(fù)工作帶來(lái)干擾的無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行罰款。
盡管如此，無(wú)人機(jī)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)正在蓬勃發(fā)展。
根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空局最新報(bào)告，商業(yè)用戶(hù)已經(jīng)登記了超過(guò)44,000架無(wú)人機(jī)，并且以每星期超過(guò)1,000架的速度遞增。該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2021年美國(guó)商用無(wú)人機(jī)將超過(guò)420,000架。與此同時(shí)，無(wú)人機(jī)預(yù)計(jì)將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)影響。基于無(wú)人機(jī)的應(yīng)用可能會(huì)省去基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通運(yùn)輸、保險(xiǎn)、媒體和娛樂(lè)、電信、農(nóng)業(yè)、安全和采礦等行業(yè)數(shù)百億美元的勞動(dòng)力和服務(wù)成本。
無(wú)人機(jī)的未來(lái)
德州儀器（TI）工程師們正在開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的電子設(shè)備，以幫助無(wú)人機(jī)生產(chǎn)商提升其產(chǎn)品的效率和性能。例如：
- TI開(kāi)發(fā)的新式毫米波（mmWave）傳感器技術(shù)能夠使無(wú)人機(jī)即使在黑暗、下雨或有霧的環(huán)境下也能檢測(cè)和躲避建筑物、樹(shù)木和電線。在無(wú)人機(jī)上多個(gè)點(diǎn)位安裝超小型傳感器能夠使之準(zhǔn)確探測(cè)物體的范圍、速度和角度，并將這些信息及時(shí)傳回給飛行控制器。TI毫米波傳感器市場(chǎng)經(jīng)理Dennis Barrett說(shuō)：“德州儀器毫米波傳感器的高精度特性為無(wú)人機(jī)提供了更高的智能水平和自主能力”。該傳感器只有其他傳感器三分之一的體積和二分之一的重量，這為無(wú)人機(jī)提供了更長(zhǎng)的電池壽命和飛行時(shí)間。
- TI電機(jī)驅(qū)動(dòng)工程師也在使用我們的技術(shù)開(kāi)發(fā)并優(yōu)化無(wú)人機(jī)飛行控制器的設(shè)備，包括微處理器、電源管理器、無(wú)線連接和有線通信接口。來(lái)自TI的電機(jī)驅(qū)動(dòng)團(tuán)隊(duì)最近在電池管理系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)上取得了突破性進(jìn)展，這使得無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)人員能夠在現(xiàn)有無(wú)人機(jī)電池中增加測(cè)量、保護(hù)、平衡和充電功能，并延長(zhǎng)飛行時(shí)間。
- TI的電子速度控制器技術(shù)還能延長(zhǎng)無(wú)人機(jī)的飛行時(shí)間，并通過(guò)提高螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)速率，使無(wú)人機(jī)運(yùn)行更流暢、更穩(wěn)定。
TI的新技術(shù)還將幫助無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)哪些其他的新功能？Jasraj說(shuō)：“將超乎人類(lèi)的想象”。
Jasraj還特別提出，“為無(wú)人機(jī)擴(kuò)展新功能只是時(shí)間問(wèn)題，一旦我們定出了新指引，新功能很快就能實(shí)現(xiàn)”。