固定翼與多旋翼無(wú)人機(jī)的區(qū)別,兩者如何選擇應(yīng)用于航測(cè)工作中
日期: 2021-05-20 09:45:32 來(lái)源:南京新航線教育培訓(xùn)學(xué)院
無(wú)人機(jī)測(cè)繪通過(guò)無(wú)人機(jī)低空攝影獲取高清晰影像數(shù)據(jù)生成三維點(diǎn)云與模型,實(shí)現(xiàn)地理信息的快速獲取。效率高,成本低,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,操作靈活,可以滿足測(cè)繪行業(yè)的不同需求。大大地節(jié)省了測(cè)繪人員野外測(cè)繪的工作量,取得了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
航測(cè)無(wú)人機(jī),有的也叫做RTK無(wú)人機(jī)。相較于航拍無(wú)人機(jī),具有以下四個(gè)特點(diǎn):
1、 快速航測(cè)反應(yīng)能力
2、突出的時(shí)效性和性價(jià)比
3、監(jiān)控區(qū)域受限制小
4、地表數(shù)據(jù)快速獲取和建模能力
今天我們來(lái)了解下固定翼與多旋翼無(wú)人機(jī)的區(qū)別,在航測(cè)工作中如何選擇合適的無(wú)人機(jī)來(lái)進(jìn)行作業(yè)。
首先明確無(wú)人機(jī)分為兩大類:固定翼和多旋翼
多旋翼無(wú)人機(jī)
四軸八槳多旋翼無(wú)人機(jī)
多旋翼無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單,輕便,造價(jià)相對(duì)低廉,可以定點(diǎn)懸停。適合航拍、環(huán)境監(jiān)測(cè)、偵查、建筑建模、特殊物體運(yùn)輸?shù)刃^(qū)域應(yīng)用。多旋翼無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)是它可以懸停,垂直升降對(duì)起飛場(chǎng)地要求低,但速度比較慢,續(xù)航時(shí)間段,所以在很多環(huán)境復(fù)雜,范圍不大的區(qū)域比較適合,比如:航拍,監(jiān)控,偵查,建筑建模等。操作簡(jiǎn)單,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就可以操作。
市面上像大疆,零度等消費(fèi)級(jí)的無(wú)人機(jī),都是旋翼無(wú)人機(jī)。通常旋翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間都在20分鐘左右,載重基本就是一個(gè)微單相機(jī)了。而工業(yè)級(jí)旋翼無(wú)人機(jī),有的最高載重在7KG,續(xù)航能達(dá)到40分鐘,相比普通消費(fèi)級(jí)旋翼,也是大大提升了作業(yè)效率與適應(yīng)力,在城區(qū)、礦區(qū)、災(zāi)害應(yīng)急等涉及區(qū)域不大的測(cè)繪有著不俗的表現(xiàn)。
多旋翼無(wú)人機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)改變旋翼轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)升力的變化,從而控制飛行器姿態(tài)和位置,當(dāng)旋翼升力之和等同于無(wú)人機(jī)總重量時(shí),就能夠達(dá)到懸停狀態(tài),因此多旋翼無(wú)人機(jī)能在空中定點(diǎn)懸停;加之多旋翼無(wú)人機(jī)較低的飛行高度和較慢的飛行速度,所以尤其適合進(jìn)行精細(xì)化巡檢任務(wù)和低空飛行任務(wù)。
如在電力巡檢中,多旋翼無(wú)人機(jī)可精準(zhǔn)懸停,靈活調(diào)整定點(diǎn)位置,多方位拍攝電塔照片,高效、安全地協(xié)助工作人員確認(rèn)輸電線路是否存在接地裝置松動(dòng)、絕緣子損壞等缺陷,及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類電塔安全隱患。在交通事故、火災(zāi)、地震等突發(fā)事件發(fā)生后,多旋翼無(wú)人機(jī)可飛抵現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行低空監(jiān)控,還可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行救援物資拋投、空中喊話等,協(xié)助救援開(kāi)展。
固定翼無(wú)人機(jī)
固定翼無(wú)人機(jī)靠發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向前牽引力或是噴氣產(chǎn)生的向前推力而前進(jìn),其升力根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)中的伯努利原理而來(lái)。固定翼無(wú)人機(jī)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)和形狀,使其在前進(jìn)過(guò)程中,機(jī)翼下方的流速會(huì)低于上方的流速,從而產(chǎn)生機(jī)翼上、下方的壓強(qiáng)差(即下方的壓強(qiáng)大于上方的壓強(qiáng)),因此就有了一個(gè)托舉力(升力),使無(wú)人機(jī)得以升空。
伯努利原理
鑒于上述飛行原理,固定翼無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中,前進(jìn)動(dòng)力只需要驅(qū)動(dòng)機(jī)身前部或尾部的螺旋槳,耗電量較小,因此在相同電池容量下,固定翼無(wú)人機(jī)的航時(shí)要比多旋翼無(wú)人機(jī)長(zhǎng)很多。
固定翼無(wú)人機(jī)優(yōu)點(diǎn):續(xù)航時(shí)間長(zhǎng),抗風(fēng)性能好,拍攝面積廣。固定翼適合航測(cè)、區(qū)域監(jiān)控、管道巡線、應(yīng)急通訊等。固定翼無(wú)人機(jī)在飛行原理上與飛機(jī)類似,靠螺旋槳或者渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力作為飛機(jī)向前飛行的動(dòng)力,主要的升力來(lái)自機(jī)翼與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以,固定翼無(wú)人機(jī)必須要有一定的無(wú)空氣的相對(duì)速度才會(huì)有升力來(lái)飛行。固定翼飛行器具有飛行速度快,運(yùn)載能力大的特點(diǎn)。在有航程和高度的需求時(shí),一般選擇固定翼無(wú)人機(jī),比如 低空攝影測(cè)量,電力巡線,公路的監(jiān)控等等。
固定翼無(wú)人機(jī)一般都是工業(yè)應(yīng)用比較多,要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的培訓(xùn)才能操作。而在性能方便,續(xù)航時(shí)間能達(dá)到2小時(shí),單架次拍攝面積在30平方公里以上(比例尺:1:1000),適合大面積范圍測(cè)繪,大區(qū)域拍攝。
精度與安全
挑選無(wú)人機(jī)的時(shí)候除了考慮價(jià)格,續(xù)航時(shí)間,抗風(fēng)性等要素,還有一個(gè)必須注意的點(diǎn)是精度。一般無(wú)人機(jī)工作高度是在1000米以上,所以說(shuō)可以滿足1:1000、1:2000的分辨率是基本要求。
另外還有無(wú)人機(jī)的安全性,為防止無(wú)人機(jī)“炸機(jī)”,好的無(wú)人機(jī)應(yīng)該有穩(wěn)定的飛控系統(tǒng)、完善的應(yīng)急系統(tǒng)。設(shè)計(jì)航線、自動(dòng)駕駛、非安全狀態(tài)自動(dòng)返航等。當(dāng)然使用的時(shí)候,飛行區(qū)域、彈射架、地面站、傘降點(diǎn)甚至天氣這些也應(yīng)該仔細(xì)仔細(xì)再仔細(xì)。
最后,使用無(wú)人機(jī)的過(guò)程中,還有一個(gè)非常重要的注意點(diǎn)——那就是禁飛區(qū)。而且禁飛區(qū)分30米、60米、120米和完全禁飛!
其實(shí)電動(dòng)無(wú)人機(jī)掉下來(lái)并不可怕,相比較而言,國(guó)家安全等機(jī)關(guān)單位的隱私問(wèn)題更為敏感,畢竟黑飛是可以被判刑的。為了避免納入黑飛范圍內(nèi),可以來(lái)南京新航線考取無(wú)人機(jī)駕駛證。