کوادکوپتر از نظر فناوری یک هواپیمای بدون سرنشین است. هواپیمای کوچک بدون سرنشین و غیر نظامی رسماً به عنوان کوادکوپتر (پهپاد) یا سیستم های کنترل از راه دور (UASes) شناخته می شوند. در اصل ، کوادکوپتر یک ربات پروازی است که می تواند با استفاده از سنسورهای پردازنده و GPS ، از طریق برنامه پرواز با کنترل نرم افزاری که از طریق نرم افزار کنترل می شود ، از راه دور کنترل شود.
در گذشته های اخیر ، پهپاد ها بیشتر با ارتش در ارتباط بودند ، جایی که در ابتدا آنها را برای تمرین هدف ضد هواپیما ، جمع آوری اطلاعات و سپس به عنوان بحث برانگیزتر ، به عنوان سکوهای اسلحه مورد استفاده قرار می داد. کوادکوپتر اکنون در طیف گسترده ای از نقش های غیرنظامی اعم از جستجو و نجات ، نظارت ، نظارت بر ترافیک ، پایش هوا و آتش نشانی ، گرفته تا پهپاد شخصی و عکسبرداری مبتنی بر پهپادها و همچنین فیلمبرداری ، کشاورزی و حتی خدمات تحویل استفاده می شود.
تاریخچه کوادکوپتر
تاریخچه کوادکوپتر مربوط به سال 49 ایتالیا ، هنگامی که ونیز برای استقلال خود از اتریش می جنگد ، ردیابی می کنند. سربازان اتریشی با بالن های هوای گرم ، هیدروژن یا هلیوم پر شده با بمب به ونیز حمله کردند.
نخستین هواپیمای بی سیم کنترل شده رادیویی در جنگ جهانی اول مورد استفاده قرار گرفت. در سال 19 ، ارتش آمریكا هواپیمای آزمایشی كتیرینگ باگ ، یك کوادکوپتر بمب پرواز” را ساخت ، كه هرگز در جنگ استفاده نشده بود.
اولین پهپاد معمولی که در سال 1935 استفاده شد به عنوان یک بازپرداخت کامل اندازه دو قطعه ملکه زنبور عسل” د Havilland DH82B ، که با یک رادیو و کنترل های سروی در صندلی عقب مجهز شده بود. این هواپیما می تواند معمولاً از صندلی جلو خلبان شود ، اما به طور کلی کوادکوپتر پرواز می کرد و توسط توپخانه های توپخانه در تمرینات به گلوله بست. اصطلاح کوادکوپتر به این استفاده اولیه ، نمایشنامه ای در نامگذاری ملکه زنبور” می رسد.
فن آوری پهپاد همچنان مورد توجه ارتش بود ، اما اغلب استفاده از آن خیلی غیرقابل اعتماد و پرهزینه بود. پس از نگرانی در مورد شلیک هواپیماهای جاسوسی ، ارتش دوباره موضوع کوادکوپتر را مورد بررسی قرار داد. استفاده نظامی از پهپاد یا هواپیمای بدون سرنشین به زودی گسترش یافت تا در پرتاب اعلامیه ها نقش ایفا کند و به عنوان طعمه های جاسوسی عمل کند.
استفاده از پهپادهای نظامی در سال 1982 هنگامی که نیروی هوایی اسرائیل از پهپادها برای از بین بردن ناوگان سوریه با حداقل تلفات نیروهای اسرائیلی استفاده کرد ، تثبیت شد. پهپادهای اسرائیلی به عنوان دلخوری عمل می کردند ، ارتباطات را به هم زدند و به شناسایی فیلم در زمان واقعی پرداختند.
هلی شات همچنان یک پایگاه اصلی در ارتش بوده و نقشهای مهمی در اطلاعات ، نظارت و محافظت از نیرو ، لکه های توپخانه ، دنبال کردن و دستیابی به هدف ، ارزیابی خسارات نبرد و شناسایی و همچنین تسلیحات بازی می کند.
تاریخ پهپاد مدرن
یک گزارش وال استریت ژورنال ادعا می کند که استفاده از پهپاد گسترده در سال 2006 آغاز شد و آژانس حفاظت از مرز و ایالات متحده پهپادها را برای نظارت بر مرزهای ایالات متحده و مکزیک معرفی کرد.
در اواخر سال 2012 ، کریس اندرسون ، سردبیر مجله Wired ، بازنشسته شد تا خود را به شرکت کوادکوپتر خود ، 3D Robotics، Inc. (3DR) اختصاص دهد. این شرکت که تخصص خود را در زمینه کوادکوپتر شخصی سرگرم کننده آغاز کرده است ، هم اکنون پهپادهای خود را به شرکت های عکاسی هوایی و فیلم ، ساخت و ساز ، آب و برق و ارتباطات از راه دور و شرکت های ایمنی عمومی به بازار عرضه می کند.
در اواخر سال 2013 ، جف بزوس ، مدیرعامل آمازون طرحی را برای استفاده از هلی شات تجاری برای فعالیت های تحویل اعلام کرد. با این حال ، در ژوئیه سال 2016 ، Flirtey مبتنی بر رنو ، آمازون را به ضرب و شتم شکست داد ، و با موفقیت بسته ای را از طریق یک کوادکوپتر تجاری به ساکنین در نوادا تحویل داد. از آن زمان شرکت های دیگر از این پرونده پیروی کرده اند. به عنوان مثال ، در سپتامبر سال 2016 ، مؤسسه پلی تکنیک ویرجینیا و دانشگاه ایالتی آزمایشاتی را با Project Wing ، واحدی از مالک Google ، Alphabet ، Inc. انجام دادند تا زایمان ها را شروع کنند و کارخانه های تولید شده در یک رستوران محلی Chipotle را انجام دهند. سپس در دسامبر سال 2016 ، آمازون اولین بسته برتر Prime Air خود را در کمبریج ، انگلیس تحویل داد. در مارس سال 2017 ، تحویل کوادکوپتر Prime Air در کالیفرنیا را نشان داد.
آموزش استفاده از کوادکوپتر نیز در حال گسترش است. دانشگاه هوانوردی Embry-Riddle ، مدتهاست که یک زمینه آموزشی برای صنعت هواپیمایی است ، اکنون لیسانس علوم را در برنامه های سیستم های بدون سرنشین ، کارشناسی ارشد علوم در سیستم های بدون سرنشین و یک خردسال کارشناسی در سیستم های هوایی بدون سرنشین ارائه می دهد.
کوادکوپتر چگونه کار می کنند
در حالی که کواد کوپتر برای اهداف مختلفی از قبیل تفریحی ، عکاسی ، تجاری و نظامی خدمت می کنند ، دو کارکرد اصلی آنها پرواز و ناوبری است.
برای دستیابی به پرواز ، کواد کوپتر از یک منبع انرژی مانند باتری یا سوخت ، روتور ، پروانه ها و یک فریم تشکیل شده اند. قاب یک کوادکوپتر معمولاً از مواد سبک و کامپوزیت سبک ساخته شده است تا بتواند وزن خود را کاهش داده و مانور پذیری را در حین پرواز افزایش دهد.
هلی شات به یک کنترلر احتیاج دارند که از راه دور توسط یک اپراتور برای راه اندازی ، حرکت و فرود آن استفاده می شود. کنترل کننده ها با استفاده از امواج رادیویی از جمله Wi-Fi با کوادکوپتر ارتباط برقرار می کنند.
فناوری ، ویژگی ها و مؤلفه ها
پهپاد دارای تعداد زیادی از مؤلفه های فناوری از جمله:
کنترلرهای الکترونیکی سرعت (ESC) ، یک مدار الکترونیکی است که سرعت و جهت حرکت موتور را کنترل می کند.
کنترل کننده پرواز
ماژول GPS
باتری
آنتن
گیرنده
دوربین
سنسورها از جمله سنسورهای اولتراسونیک و حسگرهای جلوگیری از برخورد
شتاب سنج ، که سرعت را اندازه گیری می کند
ارتفاع سنج ، که ارتفاع را اندازه گیری می کند
هر گونه بحثی در مورد ویژگی های پهپاد ، نزدیک به نوع و مورد استفاده پهپاد از جمله کاربردهای تفریحی ، عکاسی ، تجاری و نظامی است. نمونه هایی از این ویژگی ها عبارتند از:
نوع دوربین ، وضوح ویدیو ، مگاپیکسل و قالب ذخیره سازی رسانه
حداکثر زمان پرواز ، مانند مدت زمانی که پهپاد می تواند در هوا بماند
حداکثر سرعت ، از جمله صعود و نزول
دقت شناور
محدوده حسی مانع
ارتفاع را نگه می دارد ، که پهپاد را در ارتفاع ثابت نگه می دارد
فید ویدیوی زنده
سیاهههای مربوط به پرواز
سیستم های ناوبری ، مانند GPS معمولاً در بینی یک پهپاد قرار دارند. GPS موجود در کوادکوپتر مکان دقیق خود را با کنترل کننده برقرار می کند. در صورت وجود ، یک ارتفاع سنج پردازنده می تواند اطلاعات مربوط به ارتفاع را برقرار کند. ارتفاع سنج همچنین در صورت دستیاری از کنترلر به نگه داشتن پهپاد در یک سطح خاص کمک می کند.
کوادکوپتر می توانند به تعدادی سنسور از جمله سنسورهای از راه دور (اولتراسونیک ، لیزر ، لید) ، سنسورهای پرواز ، سنسورهای شیمیایی و سنسورهای تثبیت و جهت گیری مجهز شوند. سنسورهای بصری داده های ثابت یا ویدئویی را ارائه می دهند ، با سنسورهای RGB طول موج استاندارد بصری قرمز ، سبز و آبی و همچنین سنسورهای چند طیفی که موجهای مرئی و غیر مرئی را جمع می کنند مانند مادون قرمز و ماوراء بنفش جمع می کنند. شتاب سنج ، ژیروسکوپ ، مغناطیس سنج ، فشارسنج و GPS نیز از ویژگی های معمول پهپاد هستند.
به عنوان مثال ، سنسورهای حرارتی می توانند در برنامه های نظارتی یا امنیتی نظیر نظارت بر دام یا تشخیص امضای گرما یکپارچه باشند. حسگرهای نیم قطبی می توانند به شناسایی مواد معدنی و پوشش گیاهی کمک کنند و برای استفاده در سلامت محصول ، کیفیت آب و ترکیب سطح ایده آل هستند.
برخی از کوادکوپتر ها از سنسورهای شناسایی و جلوگیری از برخورد مانع استفاده می کنند. در ابتدا سنسورها برای ردیابی اشیاء جلوی درو طراحی شده بودند. در حال حاضر برخی از پهپاد ها از شش جهت استفاده می کنند: جلو ، عقب ، زیر ، بالا و سمت به طرف.
کوادکوپتر به منظور فرود ، از سیستم های موقعیت یابی بصری با دوربین های رو به پایین و سنسورهای مافوق صوت استفاده می کنند. سنسورهای مافوق صوت تعیین می کنند که کوادکوپتر به زمین نزدیک است.
انواع کوادکوپتر
سکوهای بدون سرنشین دارای دو نوع اصلی هستند: روتور از جمله پهپادهای تک روتور یا چند روتور (مانند هلیکوپتر ، کوادکوپتر، هگزاکوپتر و اکتوکوپتر) یا بالهای ثابت ، که شامل کوادکوپتر ترکیبی VTOL (برخاستن عمودی و فرود) است. به باند فرودگاه نیاز دارند
پهپاد را می توان به صورت شخصی / سرگرمی یا تجاری / سازمانی طبقه بندی کرد.
در سال 20 ، بوئینگ اعلام کرد که از یک کوادکوپتر الکتریکی باری VTOL (CAV) که قادر به حمل بار 500 پوندی است ، نمونه برداری کرده است.
کوادکوپتر Tetered گزینه دیگری هستند ، هرچند با این محدودیت آشکار که آنها از نظر جسمی به ایستگاه پایه وصل می شوند. اگر کوادکوپتر دارای اتصال مستقیم باشد ، می تواند چالشی را که بسیاری از پهپاد ها هنگام مواجهه با منبع تغذیه با آن مواجه هستند ، حل کند ، در صورت تأمین منبع تغذیه مستقیم. به عنوان مثال ایستگاه اتصال ایمن-T برای کوادکوپتر از Elistair ، قدرت 2.5 کیلو وات را ارائه می دهد و می تواند به ارتفاعات بیش از 200 فوت پرواز کند ، با سرعت انتقال داده تا 200 مگابایت در ثانیه.
تولید کنندگان پهپاد تجاری شامل موارد زیر هستند:
رباتیک سه بعدی
DJI
الیستیر
هوبسان
فن آوری های شناسایی شده
در موقعیت
اندازه گرفتن
طوطی
PrecisionHawk
یونونک
برنامه های کاربردی کواد کوپتر تجاری و تجاری
استفاده از کوادکوپتر خارج از ارتش طی یک دهه گذشته رشد چشمگیری داشته است. فراتر از برنامه های نظارت و تحویل ، پهپادها در رومه نگاری بدون سرنشین ، جستجو و نجات ، پاسخ به فاجعه ، محافظت از دارایی ، نظارت بر حیات وحش ، آتش نشانی ، رله ارتباطات ، مراقبت های بهداشتی و کشاورزی استفاده می شوند.
ادغام کوادکوپتر و اینترنت اشیا (IoT) موارد متعددی در استفاده از شرکت ایجاد کرده است. کوادکوپتر که با شبکه های حسگر IoT در زمین کار می کنند ، می توانند به شرکت های کشاورزی کمک کنند تا زمین و محصولات را رصد کنند. شرکت های انرژی خطوط برق و تجهیزات عملیاتی را بررسی می کنند. و شرکت های بیمه بر املاک و مطالبات و ت ها نظارت می کنند.
یک آزمایش 2015 در آستین ، تگزاس ، نشان داد که کوادکوپتر با استفاده از IoT چگونه می توانند نقاط را به هم وصل کنند. یک شرکت فناوری امنیتی با یک پهپاد راه اندازی شد تا به دنبال شکار چراغ های Zigbee شکار کند تا تلاش کند تا آنچه را که شبکه های IoT در مناطق مسی و تجاری شهر حضور داشتند ، ارائه دهند. شرکت ها گزارش دادند که نتایج سریع و آموزنده بوده است.
از تدارکات گرفته تا کشاورزی ، امنیت ، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین و IoT غالباً بخشی از همین بحث هستند. ارائه یک مؤلفه در اتصال همه جا و تعامل.
نمونه های دیگر برنامه های کاربردی و عملکردهای بدون سرنشین عبارتند از:
drone با اندازه گیری و ثبت ارتفاع محصولات زراعی می توانند به کشاورزان کمک کنند. آنها از یک فن آوری سنجش از راه دور به نام Lidar استفاده می کنند که محصول را با یک لیزر روشن می کند و فاصله را با اندازه گیری آنچه باز می گردد محاسبه می کند.
کوادکوپتر با سنسورهای بیولوژیکی می توانند به مناطق ناامن پرواز کنند تا کیفیت هوا را بخوانند و حضور میکرو ارگانیسم های خاص یا عناصر جوی را بررسی کنند.
در هنگام آتش سوزی ، کوادکوپتر می توانند میزان مناطق آسیب دیده را بررسی کنند و مشخص کنند که سرعت آتش سوزی ها چگونه گسترش می یابد. تصاویر گرفته شده می توانند جزئیات آسیب در مناطق خاص را ارائه دهند.
drone توسط شبکه های ورزشی تلویزیونی برای ضبط صحنه های رویداد ورزشی ، مانند فیلم ضبط شده و زنده پرواز ، استفاده می شود که در غیر این صورت دستیابی به آن دشوار خواهد بود. استفاده از drone باید مطابق با مقررات FAA ، لیگ های ورزشی ، محل برگزاری و اجرای قانون محلی باشد.
مقررات مربوط به دریافت پهپاد و پهپاد
پذیرش سریع quadcopter طی یک دهه گذشته موجب شکایت و نگرانی در مورد حریم خصوصی ، امنیت و ایمنی شده است. از دیدگاه حریم شخصی ، فضایل مسافر و Paparazzi از کوادکوپتر برای بدست آوردن تصاویر افراد در خانه های خود یا مکان های دیگر که زمانی فرض می شود شخصی بوده اند ، استفاده کرده اند. کوادکوپتر همچنین در مناطقی که به نظر بالقوه ناامن هستند ، مانند مناطق شهری و در نزدیکی فرودگاهها مستقر شده اند.
رشد در کوادکوپتر تجاری و شخصی همچنین نگرانی های ایمنی را ایجاد کرده است ، یعنی برخورد Midair و از دست دادن کنترل پهپاد. نگرانی های ویژه در مورد کوادکوپتر پرواز بسیار نزدیک به هواپیماهای تجاری ، خواستار تنظیم مقررات شده است.
در حالی که بسیاری از کشورها مقررات پهپاد را تنظیم کرده اند ، سایرین چنین نیستند. با افزایش استفاده از کوادکوپتر ، قوانین به طور مداوم در حال تغییر هستند. قبل از استفاده از کوادکوپتر به صورت تجاری یا شخصی ، بررسی قوانین کشوری که در آن اداره می شود بسیار مهم است.
به عنوان مثال در چین ، هر هلی شات که بالاتر از 400 فوت پرواز کند ، نیاز به مجوز از اداره هواپیمایی کشوری چین (CAAC) دارد. کوادکوپتر با وزن بیش از 15 پوند نیز به مجوز احتیاج دارند و مناطق پرواز نیز باید رعایت شوند.
در انگلستان ، سازمان هواپیمایی کشوری (هواپیما) کوادکوپتر را از پرواز بالای 500 پا محدود می کند. علاوه بر این ، هر کوادکوپتر با وزن بیش از نیم پوند باید در CAA ثبت شود. این سازمان همچنین Dronecode:” خود را منتشر کرده است.
در نزدیکی فرودگاه یا فرودگاه پرواز نکنید
به یاد داشته باشید که زیر 400 پا و حداقل 150 پا از ساختمانها و مردم دور باشید
کوادکوپتر خود را همیشه مشاهده کنید
هرگز در نزدیکی هواپیما پرواز نکنید
با مسئولیت پذیری لذت ببرید
تا سال 2006 ، استفاده از کوادکوپتر تجاری طبق مقررات اداره حمل و نقل هوایی فدرال ایالات متحده (FAA) غیرقانونی بود ، که می گفت پروازهای غیرتجاری زیر 400 پا فقط درصورتی مجاز است که اپراتورها از Advisory Circular 91–57 ، Model Standard Operating هواپیما ، که در سال 1981 منتشر شد ، مجاز باشند.
در سال 2005 ، FAA اولین دستورالعمل های خود را در مورد پهپادها صادر کرد و بعداً اولین مجوز کوادکوپتر تجاری خود را در سال 2006 صادر کرد. سپس یک ت عملیاتی پهپاد در سال 2007 منتشر شد. بعداً ، قانون نوسازی و اصلاحات FAA در سال 2012 منتشر شد ، که شامل بخش 333 ، تحت آن وزیر حمل و نقل ایالات متحده می تواند استفاده از پهپاد تجاری را به صورت موردی تأیید کند.
تا سال 2014 ، فقط دو شرکت در ایالات متحده مجاز به استفاده از کوادکوپتر تجاری بودند. در سال 2015 ، ت موقت FAA حاکم بر استفاده از کوادکوپتر کوچک برای برخی از مصارف تجاری زیر 200 فوت منتشر شد ، و FAA اعلام کرد بیش از 1000 برنامه برای کوادکوپتر تجاری را تصویب کرده است و همچنان با نرخ تقریبا 50 برنامه در هفته تصویب می شود. . سال بعد ، FAA بیشتر محدودیت های خود را آرام کرد و طبق مقررات هواپیمایی کوچک بدون سرنشین خود ، قسمت 107 ، تنها در سال 2016 3،100 مجوز کوادکوپتر صادر کرد.
در قسمت 107 محدودیت هایی برای عملکرد کوادکوپتر مستقل یا نیمه خودمختار وجود دارد. در میان چیزهای دیگر ، FAA به طور خاص دستور می دهد:
کوادکوپتر باید در دید بیننده خلبان از راه دور در فرماندهی و شخصی که کنترل پروازهای UAS کوچک را کنترل می کند ، یا به صورت متناوب در VLOS ناظر بصری ، بماند.
کوادکوپتر در هر زمان باید به اندازه کافی با خلبان از راه دور در دست باشند و شخصی که کنترل پرواز را کنترل می کند تا این افراد بتوانند هواپیما را که بدون وسیله ای به غیر از لنزهای اصلاحی راهنمایی شده است ، ببینند.
پهپادها ممکن است بیش از هر کس که به طور مستقیم در این عملیات شرکت نکند ، تحت یک ساختار پوشیده یا داخل یک وسیله نقلیه ثابت پوشاننده کار نکنند.
عملیات تنها در روز ، یا گرگ و میش مدنی (30 دقیقه قبل از طلوع آفتاب رسمی تا 30 دقیقه پس از غروب رسمی ، زمان محلی) با روشنایی مناسب ضد برخورد؛
باید حق پرواز را به هواپیماهای دیگر واگذار کند.
در 5 اکتبر 20 ، قانون مجازسازی مجدد FAA 20 منعقد شد که شرایط جدیدی را برای استفاده تفریحی از کوادکوپتر ایجاد می کند. قوانین FAA برای استفاده از کوادکوپتر شخصی یا تجاری متفاوت است. به عنوان مثال ، یک گواهینامه خلبان از راه دور که توسط FAA صادر می شود ، برای پرواز کوادکوپتر مورد نیاز است و پهپادهای تجاری باید ثبت شده و با سرعت زیر 100 مایل در ساعت پرواز کنند.
قوانین استفاده از کوادکوپتر نیز براساس ایالت متفاوت است. به عنوان مثال ، قوانین آلاسکا استفاده از کوادکوپتر در اجرای قانون را محدود می کند ، از جمله چگونگی و اینکه آیا آنها می توانند تصاویر و فیلم های ضبط شده از کوادکوپتر را ذخیره کنند. شهرها و شهرهایی با بیش از یک پارک عمومی در آریزونا باید حداقل در یکی از آنها اجازه استفاده از کوادکوپتر را داشته باشند. یک قانون مینه سوتا به اپراتورهای کوادکوپتر تجاری نیاز دارد تا مجوز عملیات تجاری را بپردازند و از بیمه کوادکوپتر برخوردار شوند.
چشم انداز آینده
پیش بینی های مربوط به بازار پهپاد هم پرخاشگرانه و هم خوش بینانه است.
یک گزارش اطلاعاتی Business Business Insider BI 2016 پیش بینی کرده بود که درآمد پهپادها در سال 2021 به 12 میلیارد دلار برسد ، با رشد استفاده از پهپادهای سازمانی برای پیشی گرفتن از بخش پهپادهای مصرف کننده در هر دو محموله و درآمدها تا سال 2021 ، به 29 میلیون محموله در سراسر جهان رسید.
PricewaterhouseCoopers بازار خدمات مشاغل مستقر در کوادکوپتر را بیش از 127 میلیارد دلار ارزیابی کرده است که صنایع برتر زیربنای 45.2 میلیارد دلار ، کشاورزی با 32.5 میلیارد دلار و حمل و نقل 13.0 میلیارد دلار است.
از نظر تأثیر اقتصادی ، اتحادیه بین المللی وسایل نقلیه بدون سرنشین (AUVSI) پیش بینی کرده است که صنعت پهپاد بیش از 100000 شغل ایالات متحده ایجاد خواهد کرد و 82 میلیارد دلار به اقتصاد ایالات متحده تا سال 2025 اضافه خواهد کرد.
گلدمن ساکس بین سالهای 2016 تا 2020 یک بازار 100 میلیارد دلاری برای کوادکوپتر پیش بینی کرده است که ارتش بیشترین هزینه آن را با 70 میلیارد دلار هزینه تشکیل می دهد. کوادکوپتر مصرفی سهم 17 میلیارد دلاری از آن بازار را به خود اختصاص می دهند ، و دولت تجاری و مدنی 13 میلیارد دلار درآمد دارد. با درنظر گرفتن این روند ، پیش بینی می شود صنعت ساخت و ساز 11.164 میلیون دلار هزینه کند
بررسی تعریف، تاریخچه و کاربرد کوادکوپتر
، ,کوادکوپتر ,های ,استفاده ,یک ,پهپاد ,استفاده از ,از کوادکوپتر ,می کند ,در سال ,می کنند
درباره این سایت