无人机u1(浅谈无人机系统UAS(一))
写这篇文章,主要目的还是想对自己今年看过的书,目前掌握的知识体系做一个梳理,再者就是能与真正喜欢这个方向的人做一些点滴的经验之谈。
因为大学是在航空院校就读,所以不管是熏陶也好,自己接触的一些东西也好,那时候觉得无人机就是一个航模,或者说航模就是无人机。无人机,没有人的飞机,字面意思确实是这样理解。手里拿个遥控器,自己组个机架,不管是固定翼/直升机/多旋翼,能让它飞起来,感觉这就是一个无人机了。包括你去跟其他人去聊,大多数人会认为大疆那样的,就是无人机。但从感觉上来说,我更愿意称其为是稳定的空中照相机。
也是因为一些实践遇到的问题,会发现无人机只是完成任务必不可少的一个环节,还有很多的问题需要解决。然后自己去网上找了一些这方面的书籍去看,《Designing Unmanned Aircraft Systems - A Comprehensive Approach》和《UNMANNED AIRCRAFT SYSTEMS UAVS DESIGN, DEVELOPMENT AND DEPLOYMENT》主要讲无人机系统,当然内容很多。(以下书名简写《D》与《U》)
其中在《D》这本书中,对无人机做一个定义
The U.S. Department of Defense (DOD) defines an unmanned aircraft as follows:
A powered vehicle that does not carry a human operator, can be operated autonomously or remotely, can be expendable or recoverable, and can carry a lethal or nonlethal payload. Ballistic or semi-ballistic vehicle, cruise missiles, artillery projectiles, torpedoes, mines, satellites, and unattended sensors (with no form of propulsion) are not considered unmanned vehicles. Unmanned vehicles are the primary component of unmanned systems .
在《U》这本书刚开始概念解释了什么是无人机系统
An unmanned aircraft system is just that – a system. It must always be considered as such. The system comprises a number of sub-systems which include the aircraft (often referred to as a UAV or unmanned air vehicle), its payloads, the control station(s) (and, often, other remote stations), aircraft launch and recovery sub-systems where applicable, support sub-systems, communication sub-systems, transport sub-systems, etc.
( 因为自己的英语很不好在这里就不做翻译了,往往每个人翻译过来的有自己的理解。)
从自己的理解包括感受来说,很多时候我们在做其实是一个系统性的任务,当你在完成一个任务的时候,你作为一个负责人也好,领导者也好,需要从顶层去考虑系统性的任务,而不是单一性的一个环节:
一:任务的目的是什么?简而言之,就是要干一件什么事情。
二:完成任务的要求是什么? 怎么样算是把这件事情干完了。
三:完成这些要求的需求是什么? 就是整个任务的需求与指标。
四:可实施方案? 也就是我用怎样的工具能把这件事情做完。
第四个里头才是我们实际去做的问题,我选用怎样的飞机构型?怎么验证合理性?通信系统如何选择?等等。遇到的问题,可以再返回去询问上面的三点是否合适合理。当然只是个人的一点见解,不一定对,但在实际问题中,这样的好处是你知道在纠结的时候如何做出取舍,在迷茫不前的时候,总有一个目标在。另外一点是自己实际中遇到的一个问题,就是自己把太多的精力花费在前三个阶段,最后从结果来看,什么都没有做,原地踏步,这一点也是非常的不可取。从感受来说,执行方案的确定,可以根据自己团队,包括实验室已经做到的技术积累来切入,从理论上的去验证不同方案之间的优缺点,这点往往会耗费大量的时间,最后得到的成效甚微。
正如前面所说的Unmanned vehicles are the primary component of unmanned systems .无人机是无人系统中一个主要环节。很多时候在剖析任务时候,能明确的提出这个任务,什么样的机型适合,固定翼,多旋翼,直升机,或者是其他异构类型的无人机,但对于很难区分的任务时,按照自己的技术积累去做,往往比另起炉灶更好一点。
其实自己更愿意去说的是,无人机是一个特别多学科技术的融合,包括材料,气动,结构,导航,控制,辨识,路径规划,任务规划,图像处理等等很多学科上的东西。如果你是一个不知道自己兴趣点所在的工科生,可以尝试去了解一下这个大的系统,可能在某个点上就是你的兴趣所在。
比如气动中,你怎样去计算的飞机的性能?或者说要达到任务所要求的指标的这样一个飞机,它的气动外形怎样设计出来?依据是什么?
比如结构中,已经设计出来的气动外形,结构应该怎样去设计?飞机的结构能不能承受在飞行中的载荷?现有的工艺是不是能够达到这样的一个要求?
比如控制中,最起码的我控制的这个飞机是不是能很稳定?
。。。。。。
就是如果你对这其中的一个问题很感兴趣,那不妨去尝试,可能就是你的兴趣所在。
当然由于自己的水平有限,也只能去提出这样一些问题,是不是合理或者说正确就不得而知了。就是我们在做一件事情的时候,在我们水平能达到的范围内,尽可能的对自己做的事情做出一份合理的解释,不要抱着糊弄的心态去干一件事情,也不要成功了一次就觉得ok了,万事大吉了这样的心态,永远都有还有一个可靠性的指标。
去筹划这个思路的时候,觉得很多东西都想写,但是实际写的过程中还是不那么顺利,其实自己更愿意去谈一下就是对于本科生自己应该怎么去做,包括自己的一些建议,留到下一篇再做一下阐述。