动力技术

①新型电池。2015年（nián），来（lái）自加拿（ná）大蒙（méng）特利尔（ěr）的EnergyOr技术有限公司采用（yòng）燃料（liào）电池的四旋翼进（jìn）行了（le）2小时12分钟续（xù）航飞（fēi）行。2015年4月6日，科学权威期（qī）刊（kān）《自然》网络版刊（kān）登了（le）一篇报道，一（yī）种铝电池仅需60秒便能让（ràng）手机电力“满（mǎn）血复活”。此外，石墨烯、铝空气、纳米点这三项电池（chí）技术将成为未来电池世（shì）界（jiè）的三大奇兵（bīng）。这（zhè）些新的电池（chí）技术有着（zhe）十（shí）分（fèn）迫切的需求（qiú），首先会被应用到手机和电动汽车（chē），随后可配备（bèi）多旋翼。

②混合动力。2015年，美国初创（chuàng）公（gōng）司（sī）Top Flight Technologies开发出（chū）混合动力（lì）六旋翼（yì）无人机。它仅（jǐn）需要1加（jiā）仑（约合（hé）3.78升）汽（qì）油便可（kě）以（yǐ）飞行两个半小时（shí）（可飞（fēi）行（háng）约（yuē）160公里），最高负重达20磅（约合（hé）9公斤）。

③地面供（gòng）电。它采用（yòng）地面供电，通过电缆将电能（néng）源源不断输送（sòng）给多旋翼（yì），例（lì）如Skysapience公（gōng）司的（de）Hoverlite。

④无线充电。来（lái）自德国柏林（lín）的初创公司 SkySense在无（wú）人（rén）机户外充电方面提供了（le）一种解决方案，他们研发（fā）出一块可以为无人机进行无线充电（diàn）的平板。SkySense的最大（dà）特点（diǎn）是可以进行远（yuǎn）程控（kòng）制，无（wú）人机的“降（jiàng）落—充电—起飞”全过（guò）程可以独立实现，不需要人为进行现场干预和辅助。如果能够缩短充电时间，那么无线充电技术将会极（jí）大地帮助多旋翼进（jìn）行长途飞行。

导（dǎo）航技（jì）术

定位是导航中（zhōng）的关键技术，目前该领（lǐng）域发展迅速。

①GPS载波相位定位。来自美国的Swift Navigation公司基于（yú）该项（xiàng）技术开发的Piksi是一个（gè）低（dī）耗电、高性能的具备（bèi）RTK功能的厘米级的GPS接收器。它的小型化、高（gāo）更新率和低能耗的（de）特（tè）点使得（dé）它非常适合集成到自动驾驶（shǐ）飞行器（qì）和便携的测量设（shè）备里。由日本东京海洋大学（xué）开发的RTKLIB开源项目（http://www.rtklib.com/）也在积极（jí）推动RTK技（jì）术发展。

②多信息源定位。英（yīng）国（guó）军（jun1）方BAE最近公布了（le）他们研发（fā）的名为NAVSOP（Navigation via Signals of Opportunity）技术。该技（jì）术将（jiāng）利用包括TV、收音机、WiFi等信息进（jìn）行定位（wèi），弥补GPS 的不足。

③UWB (Ultra Wideband，超宽（kuān）带)无线定位。UWB信号具有低成本、抗多（duō）径干（gàn）扰（rǎo）、穿（chuān）透能（néng）力强的优势，因此适用于（yú）静止或者移动物体以及（jí）人的定位跟踪，提供十分精确的定位精度，静态精度可达10厘米。通过与惯性导航传感器融合，UWB可以提供更（gèng）高的精度、更强的鲁棒性。

对于多旋翼无人机，在飞行过程中，快速且准确地获取自身速度能有（yǒu）效地提高多旋翼控（kòng）制的稳定性（提高阻（zǔ）尼（ní）），从（cóng）而达到更（gèng）好的悬停（tíng）和操控效果，因此测速（sù）工作起（qǐ）到（dào）了十分重（chóng）要的作用。比较（jiào）精确（què）的测速（sù）方案是通过“视觉（光流）+超声波+惯导”的（de）融合。Ar.Drone是最（zuì）早采（cǎi）用该项技术（shù）的多（duō）旋翼飞行器（qì），它极大地提升了飞行（háng）器的可操控性。PX4自驾仪开源项（xiàng）目提供了开源（yuán）的光流传感器PX4Flow。该（gāi）传感器可以（yǐ）帮助多旋（xuán）翼（yì）在（zài）无（wú）GPS情（qíng）况下实（shí）现精（jīng）确悬停。

为了使多旋翼完成更好的飞行，避障技术无疑（yí）能够（gòu）为其提供更加稳定的导航性能。

①深度相机避障技术（shù）。它的（de）原（yuán）理是（shì）先（xiān）对（duì）场景投影（yǐng）结构（gòu）光，然后分析红外传感器接收的反光得到深度信息。微软（ruǎn）在2010年推出了（le）深度相机Kinect。然而Kinect体积还是较大，并且在两（liǎng）米之外才（cái）能准确（què）地识别用户手（shǒu）势。2014年，芯片厂商英特（tè）尔推出（chū）RealSense传感器，体积更小（xiǎo），使用（yòng）距离更短。在2015年CES美国消（xiāo）费电子展上，英特尔（ěr）把RealSense技术也应用到了无人机上，以用（yòng）于感知（zhī）周围环（huán）境，进（jìn）而自主避障。

②声呐（nà）系（xì）统避障技术。Panoptes公司拟推出Bumper4避障系统。它由（yóu）指（zhǐ）向多个方向的超（chāo）声（shēng）波（bō）传感器组成，通过测量多（duō）个方向的距离来判断障（zhàng）碍。

③“视觉+忆阻器”避障技（jì）术。美（měi）国 “Bio Inspired”公司期（qī）望利用视觉和忆阻（zǔ）器（qì）（具有短期记忆效（xiào）果的电阻器）使系统具备（bèi）识别和短期记忆功能，从而使无人机拥有避（bì）障的（de）能力。

④双目（mù）视觉避（bì）障技（jì）术。美国的Skydio公司采用（yòng）两个普通的（de）摄像头充当无人机的“眼睛”并研发（fā）出识别障碍软（ruǎn）件，从（cóng）而使多旋翼无人机（jī）能够具备识（shí）别（bié）障碍的能力，进（jìn）而实现自（zì）我导（dǎo）航（háng）。

⑤微小型雷达。Echodyne公（gōng）司（sī）利用（yòng）一台四轴无人机展示了（le）它的小型电子扫描雷达。它可追（zhuī）踪地面上的某个人，或是在飞行中（zhōng）躲避障碍物，不过目前它仍然处于原型阶段。他（tā）们试图将这款雷达的（de）尺寸（cùn）缩小到只有一台iphoness6 Plus大小，且（qiě）重量不超过1磅。

无人机通常利用被跟踪者身上放置（zhì）的GPS装置进行定位和（hé）跟踪。这种方式会在某种程度上影响（xiǎng）用户体验。除（chú）此之外，在没有GPS信号的情（qíng）况下，该方式（shì）就会失效（xiào）。而且，对于非自愿携带GPS设备的用户，该方式也（yě）是行不（bú）通的（de）。

新的技术（shù）完全可以从（cóng）视觉（jiào）和（hé）雷达角度出发。视觉跟踪技术方面，3D Robotics公司推出（chū）开源飞控应用Tower，它（tā）能够使飞（fēi）行器跟随用户，并将用户保持在摄像（xiàng）头中（zhōng）心。OpenCV开源软件也同样（yàng）有很多跟踪算法供（gòng）飞行（háng）器开发。此外，采用小型电子扫描雷达也能够实现新式（shì）的跟踪模式（shì）。

交互技术

①手（shǒu）势控（kòng）制（zhì）技术。在CES 2014的（de）展场上（shàng），工作人员（yuán）演示了利用MYO手（shǒu）势控制臂（bì）带来控制（zhì）AR.Drone 2.0四旋翼（yì）。用（yòng）户（hù）只要将臂带戴（dài）在其中（zhōng）一只（zhī）手上，并以两只手（shǒu）指（zhǐ）击响（xiǎng）便可启动并控制该飞（fēi）行（háng）器（qì）。智（zhì）能（néng）手机、手环（huán）、手表（biǎo）、戒指等（děng）内（nèi）置惯性传感器的（de）设备也（yě）可以识别（bié）操作者的手势（shì），用于控制多旋翼（yì）。

②脑（nǎo）机接口。它是（shì）指在人脑与计算机等外部设（shè）备之间（jiān）建立（lì）直接的连接通（tōng）路。通过对于脑电信息的分析解（jiě）读，将其（qí）进一步转化为相应的动作，就像是在用“意念”操控物（wù）体。多家机构对该技术也展开了研（yán）究（jiū）。布朗大学与犹他州Blackrock Microsystems公司的研（yán）究员将此无线（xiàn）装置商业（yè）化（huà），他们（men）将其粘附在人类头骨上，并通过无（wú）线电（diàn）发送由人脑植入（rù）设（shè）备（bèi）收集的意识命令；Emotiv公司的EPOC可以检测（cè）8种行为现象（xiàng），识别（bié）出7种（zhǒng）表情，从而使残障人士具备控制（zhì）飞行器的（de）能力；浙江大学CCNT实验室的（de）研究（jiū）人员演示了（le）FlyingBuddy2系（xì）统—即用大（dà）脑（nǎo）控制四旋翼无（wú）人（rén）飞（fēi）行器；葡（pú）萄牙里斯本的（de）无人机公司Tekever推出了一种依靠脑电波操（cāo）控的无人飞机。

通（tōng）信（xìn）技术

该项技术有（yǒu）助于信息共享，适（shì）用于（yú）交通管理或（huò）自身监控等，比如将数据备份（fèn）到（dào）云端（duān）进（jìn）行云计算等。

①4G/5G通信技术（shù）。2013年6月17日，北（běi）京4G联盟联合无人机（jī）联盟组织召开了4G联盟与（yǔ）无人机（jī）联盟交（jiāo）流（liú）研讨会，旨在加（jiā）强北京4G联盟和无人机联盟之间技（jì）术交流，寻找无人机机载载（zǎi）荷与4G设备（bèi）仪（yí）器的聚焦，促进（jìn）北京市信息产业（yè）发展。2015年，中国移动开发4G“超级空战队”设（shè）备，能支持航拍影像即拍即传。

②WiFi通信技术。2013年，德国的卡尔斯鲁厄理工学院开（kāi）发（fā）出了（le）一项新的无（wú）线广域网技（jì）术，打破了最快的（de）WiFi网络速（sù）度纪录，它可（kě）以让（ràng）1公里以外的用户每（měi）秒（miǎo）钟（zhōng）下载40GB大小的数据（jù）。由（yóu）于这种设备的（de）传输距离比普通WiFi路由器的（de）覆盖范围要广得（dé）多，因此这种设备很适合（hé）无人（rén）机航拍图（tú）传或光纤布放不方便的农村地区应（yīng）用。

芯片技术

①在2015年CES上，高通（tōng）和英特（tè）尔展示了功能更为丰富（fù）的多轴飞行器。例如（rú），高通在CES上（shàng）展示的Snapdragon Cargo无人（rén）机是基于高通Snapdragon芯片（piàn）开发出（chū）来的（de）飞行控制器（qì）。它具备无（wú）线（xiàn）通信、传感器集成和空间定（dìng）位等（děng）功能。英特尔CEO Brian Krzanich也亲自（zì）在CES上演示了他（tā）们的（de）无（wú）人机（jī），采用了四核的英特（tè）尔（ěr）凌动（Atom）处理器（qì）的PCI-express定制（zhì）卡。此外（wài），活跃在机器人市场的欧洲处理器厂商XMOS也表示已经（jīng）进入无人机（jī）领域。

②3D Robotics发表（biǎo）声明与英特尔共同合作开（kāi）发Edison芯片，这是一（yī）种（zhǒng）新型微型处理芯片。虽然它只有一个硬币的大小，却具（jù）有个人电脑一（yī）样的处理能（néng）力（lì）。

③目前，包括IBM在内（nèi）的多家科（kē）技公司都在模拟大脑，开发神经元芯片。而一旦“神经形态”芯（xīn）片被应用于无人机，自（zì）主反应、自动识别（bié）将会变得轻而易举。

④未来飞行（háng）器上（shàng）的MEMS产品会向集成化方向发展，例（lì）如（rú）三（sān）轴加速（sù）度与三（sān）轴陀螺仪结合（hé）而成（chéng）的集成（chéng）产品。手机芯片公司推出无线多合一（yī）芯（xīn）片（piàn）后，又推出了手（shǒu）机市场的定位（wèi）与导航芯片。新一代（dài）定位芯片，将满足（zú）可穿戴（dài）与（yǔ）无人机等差（chà）异化需（xū）求。不仅如此，新芯片内部（bù）还会直接集成控制算（suàn）法（fǎ）。

⑤为（wéi）了让机器人应用（yòng）能够更好地感知环境，高通研究院正在开（kāi）发一款机器（qì）视觉研究软件开（kāi）发工具包(SDK)，其中包含至（zhì）关重要的计算机视觉技术，比如：视觉惯性（xìng）测程、视觉同步定位和绘图立体相机景深。对于可（kě）穿戴设备和无人机等新兴领（lǐng）域的（de）定位需（xū）求，他（tā）们需要更准确、更（gèng）小尺（chǐ）寸或（huò）是更快速的定位，甚（shèn）至室内导航功能，同时这些（xiē）领域的需求并不（bú）要求集（jí）成（chéng）其（qí）他无（wú）线功（gōng）能，这给传统的（de）定位芯片厂家又带来了新的商机。

平台技术

①“Dronecode”无人（rén）机开源系统。2014年10月（yuè），著（zhe）名计（jì）算机开源系统公司Linux推出了名为“Dronecode”的无人机开源系（xì）统合作项目，将3D Robotics、英特尔、高通、百度等（děng）科技巨（jù）头纳入项（xiàng）目组，旨在为无人机开（kāi）发者提（tí）供（gòng）所需（xū）要的资源（yuán）、工具和技术支持，加（jiā）快无（wú）人机和机器人领域的（de）发展。

②Ubuntu 15.04操（cāo）作（zuò）系（xì）统。Ubuntu 15.04的物联网版本是Ubuntu目前最小且最安全（quán）的版（bǎn）本，它（tā）十（shí）分精简，适合开发者、科技专业人士（shì）使用，能够在无人（rén）机（jī）等领（lǐng）域中使用。

③Airware企业级无（wú）人机系统（tǒng）。Airware公司旨在通过标准化的（de）无人机软件（jiàn）系统，帮助企业（yè）迅速、高效（xiào）地（dì）完成商用无人（rén）飞行器的（de）部署及管理（lǐ）。该（gāi）系（xì）统已于2015年4月16日正式发布，通过硬件（jiàn）与软件的结合（hé），Airware成功地实（shí）现了在单个软件（jiàn）平台上统一管理多（duō）个不同型号、不同品（pǐn）牌无人机的目标。目前，Airware产品已获得两家合作伙伴的采纳（nà），分别为通用电气(也同时是Airware的投资者)和Infinigy。

④一家名为Percepto的创业（yè）团队在Indiegogo上发起了一个同名（míng）开源项目（mù），它是（shì）一个（gè）可以安装在现有无人（rén）机之上的（de）计算（suàn）机视觉组（zǔ）件，目标是搭建一个集（jí）硬件、驱动、算法、安全、机（jī）身（shēn）控制于一体的平台，让（ràng）更多的开发（fā）者（zhě）在此平台上为无人机（jī）开发应（yīng）用。

空管技术

①2014年（nián），Airware计划（huá）在NASA加州基地针对不同（tóng）类型的无人机（四旋翼（yì）、直升机、固定翼飞机）展开（kāi）一系（xì）列的飞（fēi）行（háng）和实验（yàn）室测试，最快可能会在今年开始该项目。测（cè）试第一阶段的目标是理（lǐ）解不（bú）同的飞行器对空管（guǎn）系统的响应方式。

②初（chū）创公（gōng）司（sī）Skyward正在研发（fā）无人机交通控制系统，这套系统使数千无人机在城市上空飞行而不会互相碰撞。Skyward正在跟FAA和全球三大无人机制造（zào）商（大疆、3D Robotics、Parrot）合作（zuò）以证明大（dà）量的无人机可（kě）以在（zài）拥挤空域安全（quán）地共存。

③NASA同空间技术公司Exelis已经联手组成团队开发无人机空（kōng）中（zhōng）交通管制系统（tǒng）的原型产（chǎn）品。

在（zài）多旋翼的潜在新技术发（fā）展进（jìn）程中，各个（gè）技术是相互（hù）耦合依存（cún）的，比如芯片、传感器（qì）和算法等等。这些技（jì）术（shù）将构成无人机（多旋（xuán）翼）的生态环境（jìng）, 这种（zhǒng）情况下无人机（多旋翼）的发（fā）展可能（néng）被其中某项技术的发展（zhǎn）引领，存（cún）在着各种可能性（xìng），很多是我们目（mù）前无法想（xiǎng）象到的。同样，在无人机（多旋翼）发展带（dài）动的技术也会（huì）促进相关行业技术（shù）的发展，解决各种实际问题。

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