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四轴飞行器的(de)历(lì)史

 

20世纪90年代之后(hòu),随着微(wēi)机电系统(MEMS)研究(jiū)的成熟,几克重的MEMS惯性导航系统被(bèi)制作了(le)出(chū)来,使得(dé)多旋翼飞行器(qì)的自动控制器可以做了。但是MEMS传感器(qì)数据噪音很大(dà),不能直接读出来用,于是人们(men)又花了一些年(nián)的(de)时(shí)间研究MEMS去噪声(shēng)的各(gè)种(zhǒng)数(shù)学算法。这些算法以及自动控制器本身通常需要速度比较快的单片机来运行(háng),于是人(rén)们又(yòu)等(děng)了一些年时(shí)间,等速度比较(jiào)快的单片机诞(dàn)生。接(jiē)着人们(men)再花了(le)若干年的时间理解多旋翼飞行器的(de)非线性系统结构,给它(tā)建(jiàn)模、设计控制算法、实(shí)现控制算(suàn)法(fǎ)。

因此,直到2005年(nián)左右,真正稳定(dìng)的(de)多旋翼无人机自动控制器才被制作出来。之前一直被各(gè)种技术瓶(píng)颈限制住的多旋翼飞行器(qì)系统突(tū)然出现在人们视野中(zhōng),大家(jiā)惊奇(qí)地发现居然有这样一种小(xiǎo)巧、稳定、可垂直起降、机械结构简单的飞行器存在。一时间研究(jiū)者趋之若鹜,纷纷开(kāi)始多旋翼飞行器(qì)的研发和使用。

四旋翼(yì)飞(fēi)行器(qì)是多旋翼飞行器(qì)中最(zuì)简单最流行的一(yī)种。如(rú)上所述(shù),最初(chū)的(de)一(yī)段(duàn)时间主(zhǔ)要是学术研究(jiū)人员(yuán)研究四(sì)旋翼。四(sì)旋翼飞行(háng)器最早(zǎo)出现在公众视野可能要追溯到2009年的(de)著(zhe)名印度电影《三(sān)傻》……2010年,法国Parrot公(gōng)司发布(bù)了世界上(shàng)首款流(liú)行的四旋翼(yì)飞行器(qì)AR.Drone。作(zuò)为(wéi)一个(gè)高科(kē)技玩具,它的性能非(fēi)常优秀:轻(qīng)便、灵活、安全、控制简单,还能通过传(chuán)感器悬停,用WIFI传送相机图(tú)像到手机上。

AR.Drone的流(liú)行让四旋翼(yì)飞行(háng)器开始(shǐ)广泛进入人类社(shè)会。在玩具这个尺寸上(shàng),多旋翼飞行器的优势就显示出来了(le),同(tóng)尺寸的固定翼基本飞不起(qǐ)来,而同(tóng)尺寸的直升机因(yīn)为机械结构复(fù)杂(zá),根本没法低成本地制作出稳定(dìng)的产(chǎn)品(pǐn)。

20122月,宾夕法尼(ní)亚大学的VijayKumar教授在TED上做出了四旋翼飞行(háng)器发展(zhǎn)历史上里程碑式的演讲。这一(yī)场充满数学公(gōng)式的(de)演(yǎn)讲(jiǎng)居然大(dà)受欢迎,迄今已(yǐ)经(jīng)有(yǒu)三百多万次观看,是TED成(chéng)百(bǎi)上(shàng)千个演讲中(zhōng)浏览量(liàng)最高的演讲(jiǎng)之一。

自(zì)此之(zhī)后,四旋翼飞行(háng)器受到(dào)的关注度迅速提(tí)升(shēng),成为了新(xīn)的商业焦点。

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