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当无人机遇上5G:搭载芯片,极速发展

By 2021年02月25日 三月 4th, 2021 No Comments

请大家先来做两道选择题~ 答案:搭载多达4到8个螺旋桨的无人机必须以平衡的方式运行,才能稳定飞行。为了实现这样的详细操作,需要能够精确地供应所需量的功率的高科技电力半导体。

请大家先来做两道选择题~

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答案:搭载多达4到8个螺旋桨的无人机必须以平衡的方式运行,才能稳定飞行。为了实现这样的详细操作,需要能够精确地供应所需量的功率的高科技电力半导体。

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答案:不必犹豫,以上皆是无人机的英文名称!自无人机面世以来,根据其使用场合与技术内涵,大致上有11种英文名称。在中译时我们往往不照字面直译,而通常取“UAV”对应的无人机之义。

那么你有几台无人机呢?说起购买无人机,很多人的首选都会是大疆无人机,在无人机领域,大疆占据了半壁江山,其余品牌仅能分食约26%的市场份额。

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随着中国对无人机禁飞区的逐步明确和相关管理规程的出台,允许无人机飞行的区域及相关管理措施不断明确,我们将迎来一个更兴盛的无人机时代!

无人机的发展历程

无人机并不是21世纪的产物,那么它是如何从原始雏形一步步发展到今天的样子的呢?一起来看看吧!

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按飞行平台构型分类,无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、 伞翼无人机、扑翼无人机等。我们在生活中最常见的就是四翼旋翼无人机。这类无人机,目前被广泛用于各个社会领域,例如无人机播撒农药、无人机物流、无人机拍摄电影、无人机灯光秀等等,成为为我们生活增添色彩及便捷的产品。

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网联无人机的现世

随着科技的不断进步,人们对无人机的要求也越来越高,在无人机能够按照既定轨迹平稳运行的同时,我们希望无人机能够实时遥控,按照当下的情况及时改变飞行轨迹,于是网联无人机应运而生。

一般无人机会有以下几个部分组成:机架、动力系统、飞控系统、挂载系统。

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除了机身,还有点对点通信的地面控制系统。

早先,我们使用Wi-Fi技术或蓝牙技术连接无人机。但Wi-Fi及蓝牙对无人机的飞行距离有很大限制,一旦超过链接范围,无人机就会出现失联或炸机的危险。

5G的出现,让这一问题得以优化。5G蜂窝系统部署了毫米波技术,为通信应用带来大量带宽。可用带宽大则能够实现快速指挥,采用毫米波链路还可能实现指控和有效载荷通信在同一物理信道一起发送。

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在道路复杂的环境里,飞手对无人机的掌控更灵敏,大量带宽则让图传数据更清晰,甚至于超高清的上帝视角视频都能快速传输。

结合5G的海量连接特性,在协同飞行的数量上也能轻易突破。英特尔的百架无人机灯光秀随时能够被超越。

无人机普一问世时,不少人受到无人机窥探隐私及骚扰等问题,5G蜂窝系统的应用也让相关部门得以对无人机展开监控,减少不法分子利用无人机开展违法行为的概率。

无人机的芯片需求

上文我们说到无人机的几个组成部分——机架、动力系统、飞控系统、挂载系统。作为半导体领域的先驱者,我们当然要讲一讲其中的芯片问题。

飞行管理与控制系统,相当于无人机系统的“心脏”部分,对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响,对其飞行性能起决定性的作用。而无人机机体的核心就是飞行器控制器,也就是主控芯片。

无人机半导体一般都是电力半导体,而电力半导体一般都是小规模生产,因为从灯具到汽车,每个需要电源的设备都需要不同的半导体。

以无人机的半导体为例,它需要根据给无人机的操作命令,为螺旋桨提供必要的动力,并且还需要识别无人机中央处理器发送的信号,使得每个电动机都开始运作。无人机一般会搭载多个螺旋桨,这些螺旋桨必须互相运作,帮助无人机稳定飞行,即便在风雪天气,也要保持稳定性与速度,这对半导体的要求也会更加严苛,需要极其精细的计算。

目前纵观全球,能够研发这类半导体的企业也是屈指可数。所以大部分研发无人机的企业,都会请晶圆厂设计适合使用的系统半导体。

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在未来,我们也希望出现真正无人驾驶的无人机,就像目前正在研发的无人驾驶汽车一样,无人机能够自己识别飞行环境,对天空、地面、树木、楼宇及同伴无人机都能够有识别避让功能,此外,针对起点及终点的路径,无人机也能够快速算出最佳路径。

这相较于无人驾驶汽车而言,将会是更难的挑战,因为它不仅仅只是GPS技术能够搞定的内容了,它需要更精密的传感器及更多AI智能系统的研发。
针对这一问题,也许我们可以从LiDAR激光距离传感器中找到答案。目前,镜头无法精确识别出距离的远近,但LiDAR激光距离传感器可以——与依赖可见光的摄像机不同,它可以在夜间使用,并且可以直接获取距离信息。

无人机的未来研发

目前民用无人机市场已经趋于饱和,商用无人机的研发尚有大片空间。同时,在半导体行业中,民用无人机市场迅速崛起并呈现持续上升趋势,但商用无人机半导体由于造价高,研发周期长,摩尔定律等因素,还未形成强大的市场壁垒。

相信在未来,无人机技术及自动驾驶技术能够碰撞出全新火花,为世界创造精彩。SK海力士也会担起社会责任感,努力推进各种无人化操作进程。

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