重要技术突破！我国科研团队成功破解多旋翼无人机飞行失控难题

瞻观前沿

多旋翼无人机是一种应用广泛的飞行器，其通过多个螺旋桨提供升力，具有垂直起降和悬停能力。然而，由于极端天气、碰撞障碍物等原因，无人机常常会出现故障并坠地，因此，提升飞行安全性成为行业亟待解决的问题。

经过多年的研究，北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院可靠飞行控制团队在多旋翼无人机的容错控制技术方面取得了重要突破。该团队的相关成果已在国际学术期刊《IEEE机器人学汇刊》上发表。

该团队以四旋翼无人机为研究对象，针对飞行器执行机构突发故障后的受力特点，成功设计出了被动容灾控制算法。该算法可以让飞控在部分螺旋桨失效的情况下仍能保持安全飞行并实现可控返航。

（图片来源：摄图网）

技术价值观察

据该团队成员介绍，当部分螺旋桨失灵时，无人机整体平衡会被打破，机身会自转起来，螺旋桨会出现公转。他们研发的算法可以让正常运转的螺旋桨分身，提供全部的升力，从而保持飞行稳定。这种技术好比一个人打乒乓球，可以自己发球并迅速跑到对面接球，完成一个人的球赛。

无人机产业链包括上游、中游和下游三个部分。上游主要是无人机设计研发和关键原材料的生产。中游是无人机整机制造，包括飞行系统、地面系统和任务载荷系统。其中，飞行系统是无人机的核心部分，包括动力系统、导航系统、飞控系统、通信系统和机体制造，支持无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程。下游是无人机的应用场景，包括军用侦察、军用攻击、航空拍摄、灯光表演、农林植保、灾难救援、物流运输、电力巡检等领域。

该技术处于无人机产业链上游环节。

宏观市场观察

全球主要地区无人机产业资源分布

目前，美国、东亚(中、日、韩)、西欧(德、英、法、意)是无人机的三个主要制造市场。其中美国、中国、法国、德国、以色列五个区域研发创新能力世界领先。

美国是工业级无人机最大的市场和投资最活跃的国家，拥有完整的工业级无人机产业链。

全球民用无人机格局：美企占六成

根据Drone Industry Insights数据，全球民用无人机TOP10企业中，美国企业数量有六家，分别是Intel、3DR、Autel Robotics、Skydio、Kespry、AeroVironment。

全国民用无人机市场规模超过660亿元

根据Frost&Sullivan数据显示，近年来，我国民用无人机行业快速发展，全国民用无人机市场规模快速增长，2018年全国民用无人机市场规模超过400亿元，2021年全国民用无人机市场规模超过600亿元。

中国无人机技术赛道热力图

根据产业热力图显示，目前无人机关键技术强相关的城市集群主要集中在华中、长三角和粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于无人机研发，成为潜在的无人机技术发展中心。根据热力图的分布，粤港澳大湾区有极大的可能性成为无人机技术的先导区域。重点关注广东省深圳市南山区、湖南省长沙市开福区、湖北省武汉市洪山区、陕西省西安市雁塔区等地的相关企业，以及这些地方对无人机产业发展的投资环境和潜力市场。

经济学人APP资讯组

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标签： 无人机 螺旋桨 飞行 随笔