动力技术（shù）

①新型电（diàn）池。2015年，来自加（jiā）拿（ná）大蒙（méng）特利尔的EnergyOr技术有限公司采用燃料（liào）电池的（de）四旋翼进行了（le）2小时（shí）12分（fèn）钟续航飞行。2015年4月（yuè）6日，科学（xué）权威期刊《自（zì）然》网（wǎng）络版刊登了一篇报道，一种铝电池仅需60秒便能让手（shǒu）机电力“满血复活”。此外，石墨烯、铝空气、纳米点这三项电池技术将成为未来电（diàn）池世界（jiè）的三（sān）大奇兵。这些（xiē）新的电池技术有着十分迫（pò）切的需求，首（shǒu）先会（huì）被（bèi）应用（yòng）到手（shǒu）机和电（diàn）动汽车，随（suí）后可配备多旋翼。

②混合动力。2015年，美（měi）国（guó）初（chū）创公司（sī）Top Flight Technologies开发出混合动力六旋翼（yì）无人机。它仅需要1加仑（lún）（约（yuē）合3.78升）汽油（yóu）便可（kě）以飞行两个半小（xiǎo）时（可飞（fēi）行（háng）约160公里），最高负重达20磅（约（yuē）合9公斤）。

③地面供电。它采（cǎi）用地（dì）面供电，通过电缆将（jiāng）电能（néng）源源不（bú）断输送给（gěi）多旋（xuán）翼，例如Skysapience公司的Hoverlite。

④无线充（chōng）电（diàn）。来自德国柏林的初创公司 SkySense在（zài）无人机户外（wài）充电方面提供了一种解决方案，他们研发出一块可（kě）以为无人机进行（háng）无线（xiàn）充电的平（píng）板。SkySense的最大特点是（shì）可以进行远程控（kòng）制，无人机的“降落—充电—起飞”全过（guò）程可以独立实（shí）现（xiàn），不需要人（rén）为进行现场干预和辅助。如果能够缩（suō）短充电时间，那么无线充电技（jì）术将（jiāng）会（huì）极大地（dì）帮（bāng）助多旋翼进（jìn）行（háng）长途（tú）飞行。

导航技术（shù）

定位是导（dǎo）航中的关键技术，目前该领域发展迅（xùn）速（sù）。

①GPS载波相位定位。来自美国（guó）的Swift Navigation公（gōng）司基于该项技术开发的（de）Piksi是一个低耗电、高性能的（de）具备RTK功能的厘米级的GPS接收器（qì）。它的小型（xíng）化、高更（gèng）新率和低能耗的特点（diǎn）使得它（tā）非常适合集成到自动驾驶飞行器和便携的测量设备里。由日本东京海洋大（dà）学开发的RTKLIB开源项目（http://www.rtklib.com/）也在积极推动RTK技术（shù）发展（zhǎn）。

②多信息源定位（wèi）。英国军方BAE最近公布了他们研发的名为NAVSOP（Navigation via Signals of Opportunity）技（jì）术。该技术将利用包（bāo）括（kuò）TV、收（shōu）音机、WiFi等信（xìn）息进行定（dìng）位，弥补GPS 的不足。

③UWB (Ultra Wideband，超（chāo）宽带)无（wú）线定位（wèi）。UWB信号具有低成本、抗多（duō）径干扰（rǎo）、穿（chuān）透能力强的优势，因此（cǐ）适用（yòng）于静止或者（zhě）移动物（wù）体以及人（rén）的定位跟（gēn）踪，提供十分精确的定位精度，静态精度可达10厘米。通过（guò）与惯性导航传感（gǎn）器融合（hé），UWB可以（yǐ）提供更高的（de）精度、更（gèng）强的鲁棒性。

对于（yú）多旋翼无人机，在（zài）飞行（háng）过（guò）程中（zhōng），快（kuài）速且准确（què）地（dì）获取自身速度能有效地提高多旋翼（yì）控制的稳定性（提高阻尼），从而达到更好的（de）悬停（tíng）和操控（kòng）效果，因（yīn）此测（cè）速工作起到（dào）了十分重要的（de）作（zuò）用。比较精确（què）的测速方案是通过（guò）“视觉（jiào）（光流）+超声波+惯导”的融（róng）合。Ar.Drone是最早采用该项技术的多旋翼飞行（háng）器（qì），它极大地提升了飞行器的可操控性。PX4自驾仪开源项目提（tí）供了开（kāi）源的光流传感器PX4Flow。该（gāi）传感器可以（yǐ）帮（bāng）助多旋（xuán）翼在无GPS情况下实现精确（què）悬停（tíng）。

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

①深度（dù）相机（jī）避障技术。它的原理（lǐ）是先对场景投影结构光，然（rán）后（hòu）分析（xī）红（hóng）外传感（gǎn）器（qì）接收（shōu）的（de）反光（guāng）得到深度信息。微软在2010年推出了深（shēn）度相（xiàng）机Kinect。然而Kinect体积还是（shì）较大（dà），并（bìng）且在两米之外才能准确地识别用户（hù）手势。2014年，芯片厂商英特尔推出RealSense传感器（qì），体积更小（xiǎo），使用距（jù）离更短（duǎn）。在2015年CES美国消费电子展（zhǎn）上（shàng），英特尔（ěr）把RealSense技（jì）术也应用（yòng）到了无人机上，以用于感知周围环境（jìng），进而自（zì）主避障。

②声呐（nà）系统避障技术。Panoptes公司拟推出Bumper4避障（zhàng）系统。它（tā）由指向多个方向的（de）超声（shēng）波（bō）传感器组成，通过测量多个方向的距离来判断障碍。

③“视觉+忆（yì）阻器（qì）”避障技术（shù）。美（měi）国 “Bio Inspired”公司期望利用视觉和忆阻器（具有短期记（jì）忆效果的（de）电阻器）使系（xì）统具备识别和（hé）短（duǎn）期记（jì）忆功能（néng），从而（ér）使无人机拥有避障的能力。

④双（shuāng）目视（shì）觉避障技术。美国的Skydio公司采用两（liǎng）个普通的摄像头充当（dāng）无人机的“眼睛（jīng）”并研发出（chū）识别障碍软（ruǎn）件，从而使（shǐ）多旋翼无人机能够具备识（shí）别障碍的（de）能力，进而（ér）实现自我导（dǎo）航（háng）。

⑤微小（xiǎo）型雷达。Echodyne公司利（lì）用一台四轴无人机展（zhǎn）示了它（tā）的小型电子扫描（miáo）雷达（dá）。它可追踪地（dì）面上的某个人（rén），或（huò）是在飞行（háng）中躲避（bì）障碍（ài）物，不过目前它仍然处于原型（xíng）阶段。他们试图将（jiāng）这款雷达的尺寸（cùn）缩小到只有（yǒu）一台iphoness6 Plus大小（xiǎo），且重量不超过1磅。

无人（rén）机（jī）通常（cháng）利用被跟踪者身上放置的GPS装（zhuāng）置（zhì）进行定位和跟踪。这种方式会在某种程（chéng）度上（shàng）影响（xiǎng）用户体验。除此（cǐ）之外（wài），在没有GPS信号的情况下，该方式就会失效。而且，对（duì）于非自愿携带GPS设备（bèi）的用（yòng）户，该（gāi）方式也是行不通（tōng）的。

新的技（jì）术完全可以（yǐ）从视（shì）觉（jiào）和（hé）雷（léi）达角（jiǎo）度（dù）出发。视觉跟踪技术（shù）方面，3D Robotics公（gōng）司推出开源飞控（kòng）应用Tower，它能够使飞行器跟（gēn）随用户，并将用户保持（chí）在摄像头中心（xīn）。OpenCV开源（yuán）软件也同样（yàng）有很多跟踪算法供飞行器开发。此外，采用小（xiǎo）型电子扫（sǎo）描（miáo）雷达也能够实现新式的跟踪模式。

交互技术

①手势（shì）控（kòng）制技术。在CES 2014的展场上，工作（zuò）人（rén）员演示（shì）了利用MYO手势控（kòng）制臂带（dài）来控制AR.Drone 2.0四旋翼。用户只要将臂带戴在其中（zhōng）一只手上，并以两（liǎng）只手指击响便（biàn）可启（qǐ）动并控制该飞（fēi）行器（qì）。智能手机、手环（huán）、手表（biǎo）、戒指等内置（zhì）惯性（xìng）传感器的设备也可（kě）以识别操（cāo）作者的手势，用于控制多旋翼。

②脑机（jī）接口。它是指（zhǐ）在人脑与计算机等外部设备之间（jiān）建立直接（jiē）的连接（jiē）通路。通过对于脑电信息的分析解读，将其进一（yī）步转化为相应的（de）动作，就像是在用（yòng）“意念”操控物体。多家机构对该技术（shù）也展（zhǎn）开（kāi）了研（yán）究。布（bù）朗大学与犹他州Blackrock Microsystems公（gōng）司的研（yán）究员（yuán）将此无（wú）线装置商业化，他们将其（qí）粘附在人类头骨（gǔ）上，并通（tōng）过无线（xiàn）电发送由人（rén）脑植（zhí）入设备收集的意识命令；Emotiv公司的EPOC可以检测8种行为现象，识（shí）别出7种表情（qíng），从而使残障人士具备（bèi）控制飞行器的能（néng）力；浙江大学CCNT实验室的研究（jiū）人员演示了FlyingBuddy2系（xì）统—即（jí）用大脑控制（zhì）四旋（xuán）翼无人飞行器；葡萄牙（yá）里斯本（běn）的无人机公司Tekever推出了一种依靠（kào）脑电波操（cāo）控的无人飞机。

通（tōng）信技（jì）术

该项技术有助于（yú）信息共享，适用于交（jiāo）通管理或自身监（jiān）控等，比（bǐ）如将数据备份到云端进行云计算等。

①4G/5G通信（xìn）技术。2013年6月17日（rì），北京（jīng）4G联盟联（lián）合无人机联盟组织召开了（le）4G联盟与（yǔ）无人（rén）机联盟交流研讨（tǎo）会，旨（zhǐ）在加强北京4G联（lián）盟和无人机联盟之间（jiān）技术交流（liú），寻找无人机机载载荷与4G设（shè）备仪器的（de）聚（jù）焦，促进北京市信息产业发展。2015年，中（zhōng）国移动开发4G“超级空战队”设备，能支持航拍影像（xiàng）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）发出了一（yī）项新的无线广域网技术，打破了最快的WiFi网络（luò）速度纪录，它（tā）可（kě）以让（ràng）1公里（lǐ）以（yǐ）外的（de）用户每秒钟下载40GB大小的数据。由于这种设备的传输（shū）距离比（bǐ）普通WiFi路由器的覆（fù）盖范（fàn）围要广得多，因（yīn）此这种设备很适合无人机航拍图传或光纤布放不方便的农（nóng）村（cūn）地区应用。

芯片技（jì）术

①在（zài）2015年CES上，高通和英特尔展示了功能更为丰富的多轴飞行器。例如，高通在CES上展示的Snapdragon Cargo无人（rén）机（jī）是基于高通Snapdragon芯片开发出来的飞行控制（zhì）器。它（tā）具备无线通信、传感器（qì）集成和空间定位（wèi）等功（gōng）能。英特尔CEO Brian Krzanich也亲自在CES上演示（shì）了他们的无人机，采用了四核的英（yīng）特尔凌动（Atom）处理器（qì）的（de）PCI-express定制（zhì）卡（kǎ）。此外，活跃在机器人市场的欧洲处理器（qì）厂商XMOS也表示已经进入无人机领域（yù）。

②3D Robotics发表声明与英（yīng）特尔共同合作开发Edison芯片，这（zhè）是一种新（xīn）型微型处理芯片。虽然它只有一个硬币的大小，却具有个（gè）人电脑一样的处理能力。

③目（mù）前，包括（kuò）IBM在内的多（duō）家科技公司都在模拟大脑，开发神经元芯片。而一旦“神（shén）经（jīng）形态”芯（xīn）片被应用于无人机，自主反（fǎn）应、自动（dòng）识（shí）别将会（huì）变得轻而易（yì）举。

④未（wèi）来飞行（háng）器上的MEMS产品会向集成化（huà）方（fāng）向发（fā）展，例如三轴加速度与三轴陀螺仪结（jié）合而成的（de）集成产品。手机芯片公司推（tuī）出无线多合（hé）一（yī）芯片后，又推出了手机市（shì）场的定位与导航芯片。新一代定位芯（xīn）片，将满（mǎn）足可穿戴与（yǔ）无人机等差异化需（xū）求。不仅如此，新芯片（piàn）内部还会直接集成控制算法（fǎ）。

⑤为了让（ràng）机（jī）器人应用能够更好地感（gǎn）知环境，高通研究院正在（zài）开发一款机器视觉（jiào）研究软件（jiàn）开（kāi）发工具包(SDK)，其中包含至（zhì）关重要的（de）计（jì）算机视觉技（jì）术，比如（rú）：视觉惯性测程、视（shì）觉同步（bù）定位（wèi）和绘图立体相机景深。对（duì）于可穿戴设备和无人机等新兴（xìng）领域（yù）的定位需求（qiú），他（tā）们需要更准（zhǔn）确（què）、更（gèng）小尺寸（cùn）或是更（gèng）快速的定位，甚至室内导航功能，同时这（zhè）些领（lǐng）域（yù）的需求并（bìng）不要求（qiú）集成其（qí）他无线（xiàn）功能，这给传统的定位芯片厂家又带来了新的商机。

平台技术

①“Dronecode”无人机开源系统。2014年10月，著名计算机开源系统（tǒng）公司Linux推（tuī）出了（le）名为“Dronecode”的（de）无（wú）人机开源系（xì）统合作项目，将3D Robotics、英特（tè）尔、高通、百度等科技巨（jù）头纳入项目组，旨在为（wéi）无（wú）人机开发（fā）者（zhě）提供所需要的资源、工具和技术（shù）支持，加快无人机（jī）和（hé）机器人领域（yù）的（de）发展（zhǎn）。

②Ubuntu 15.04操（cāo）作（zuò）系统（tǒng）。Ubuntu 15.04的物（wù）联网版（bǎn）本是Ubuntu目（mù）前最小（xiǎo）且最安全的（de）版（bǎn）本，它十分精（jīng）简（jiǎn），适合（hé）开发者、科技专业（yè）人士使（shǐ）用（yòng），能够在无人机等领域中使（shǐ）用。

③Airware企业级无人机系统。Airware公司旨（zhǐ）在通过标准化的无人机软（ruǎn）件系（xì）统，帮助企业（yè）迅速、高效地完成商用无人（rén）飞行器（qì）的（de）部署及管理。该系（xì）统已于2015年（nián）4月16日正式（shì）发布，通过硬件与软件（jiàn）的（de）结（jié）合，Airware成功地实现了在单个软（ruǎn）件平台上统一（yī）管理（lǐ）多个不同型号（hào）、不同品牌无人（rén）机的目标。目前，Airware产品（pǐn）已（yǐ）获得两家合（hé）作伙伴的采纳，分别为通用电气(也（yě）同时（shí）是Airware的（de）投资者)和Infinigy。

④一家（jiā）名（míng）为Percepto的创业团（tuán）队在（zài）Indiegogo上发（fā）起了一个同名开源（yuán）项（xiàng）目，它是一个可以（yǐ）安（ān）装在现有无人机之（zhī）上的计算机视觉组件（jiàn），目（mù）标是搭建一个集硬件（jiàn）、驱动、算法、安全、机（jī）身（shēn）控制于（yú）一（yī）体的平台，让更多的开发者在此平台（tái）上（shàng）为无人（rén）机开（kāi）发应用。

空管技术

①2014年（nián），Airware计划在（zài）NASA加州基地针对不（bú）同类型的无人机（四旋翼、直升机（jī）、固定（dìng）翼飞机）展开一系（xì）列的飞行和（hé）实验室测试，最（zuì）快可能会（huì）在（zài）今年开始该项目。测试第一（yī）阶段的目（mù）标是理解不（bú）同的飞行器（qì）对（duì）空管系统的响应（yīng）方（fāng）式。

②初创（chuàng）公司（sī）Skyward正在研发无人机交通（tōng）控制系统，这套系统使数千（qiān）无人机在城市（shì）上空（kōng）飞行（háng）而不会互（hù）相碰撞。Skyward正在跟FAA和全（quán）球三大无人机制造商（大疆、3D Robotics、Parrot）合作以证明大量的无人机（jī）可（kě）以（yǐ）在拥挤空域安全地共（gòng）存。

③NASA同（tóng）空（kōng）间技术公司Exelis已经（jīng）联手组成团队（duì）开发无人（rén）机空中交（jiāo）通管制系统（tǒng）的原型产品。

在多旋翼的潜在新技（jì）术发展进程中，各个技术是（shì）相（xiàng）互耦合依（yī）存（cún）的，比如芯片、传（chuán）感器（qì）和（hé）算法等（děng）等（děng）。这（zhè）些技术（shù）将构成无人机（多（duō）旋翼）的（de）生态环境, 这种情况下（xià）无人（rén）机（多旋翼（yì））的发（fā）展可能被其中某项技术的发展引（yǐn）领，存在着（zhe）各种（zhǒng）可能性，很多是我（wǒ）们（men）目（mù）前无法想象到的。同（tóng）样，在无人机（jī）（多旋翼（yì））发（fā）展（zhǎn）带动的技术也会促进相（xiàng）关行业技术的发展，解决各种（zhǒng）实际问（wèn）题。

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