EnglishforUnmannedaerialvehicle無人機專業(yè)英語開設本課程的目的

第一

第二

第三能夠閱讀常見的英語技術手冊了解無人機裝調(diào)與飛行的相關知識

掌握無人機專業(yè)英語技術詞匯第一部分第二部分介紹無人機的發(fā)展歷史介紹無人機的學術定義Unit1:Unmannedaerialvehicle——Terminologyandhistoryaerial[?e?ri?l]空氣的;航空的，空中的;vehicle[?vi:h?kl]車輛;交通工具;intermittently[??nt?'m?t?ntl?]間歇地;斷斷續(xù)續(xù);Originate[??r?d???net]產(chǎn)生;起源于，來自;surveillance[s?:?ve?l?ns]盯梢，監(jiān)督;[法]管制，監(jiān)視;coin[k??n]制造硬幣;杜撰;創(chuàng)造;piloted ['pa?l?t?d]先導控制的，有人駕駛的;lethal [?li:θl]致命的，致死的;能致命的;破壞性的;有害的;jurisdiction[?d??r?s?d?k?n]管轄權;管轄范圍;權限;司法權;torpedo [t?:?pi:d??]魚雷;

Wordsenthusiast[?n?θju:zi?st]狂熱者;熱情者，熱心者;熱衷于…的人;territory[?ter?tri]領地;領土，版圖;領域attrition[??tr??n]消耗;摩擦;消磨;

reconnaissance[r??k?n?sns]勘查;（對某地區(qū)的）偵察或觀測neutralize[?nju:tr?la?z]中和;使中立化;使無效;

agility [?'d??l?t?]敏捷;靈活;活潑;

stealth [stelθ]秘密行動;鬼祟;隱形，潛入;echelon [?e??l?n]（機構中的）等級，階層（機構中的）等級，階層;

resemblance[r??zembl?ns]相似，形似;外表，外觀;相似物，相似點WordsExteroceptive[?ekst?r?'sept?v]感受外界刺激的（如視覺與聽覺）的;airborne[?e?b?:n]空運的，飛機載的;航空的;空氣所帶的;WordsAnunmannedaerialvehicle(UAV),commonlyknownasadrone,unmannedaircraftsystem(UAS),orbyseveralothernames,isanaircraftwithoutahumanpilotaboard.TheflightofUAVsmayoperatewithvariousdegreesofautonomy:eitherunderremotecontrolbyahumanoperator,orfullyorintermittentlyautonomously,byonboardcomputers.Part1

翻譯:無人飛行器（UAV），俗稱無人機，無人飛機系統(tǒng)（UAS），或是幾個其他名字，是一個不需要駕駛員登機駕駛的各式遙控飛行器。無人機的操控飛行可能有不同的自主化程度：通過人來遠程控制、通過機載計算機進行全自主或者間歇性自主控制。Comparedtomannedaircraft,UAVsareoftenpreferredformissionsthataretoo"dull,dirtyordangerous"forhumans.Theyoriginatedmostlyinmilitaryapplications,althoughtheiruseisexpandingincommercial,scientific,recreational,agricultural,andotherapplications,suchaspolicingandsurveillance,productdeliveries,aerialphotography,agricultureanddroneracing.Civiliandronesnowvastlyoutnumbermilitarydrones,withestimatesofoveramillionsoldby2015.Part1與載人飛機相比，無人機往往更適合對于人類來說“太枯燥、臟或危險”的任務。它們大多起源于軍事應用，雖然它們的應用正在擴展到商業(yè)，科學，娛樂，農(nóng)業(yè)和其他應用，如警務和監(jiān)視，運送快遞，航空攝影，農(nóng)業(yè)和無人機競技。民用無人機出售量現(xiàn)在大大超過軍用無人機，估計到2015年超出量能超過一百萬。Multipletermsareusedforunmannedaerialvehicles,whichgenerallyrefertothesameconcept.Thetermdrone,morewidelyusedbythepublic,wascoinedinreferenceto

theresemblanceofnavigationandloud-and-regularmotorsoundsofoldmilitaryunmannedaircrafttothemalebee.Thetermhasencounteredstrongoppositionfromaviationprofessionalsandgovernmentregulators.Part2：Terminology無人機有多個術語，一般指的是同一概念。術語“drone”，被大眾廣泛接受，是根據(jù)舊式軍用無人機螺旋槳大而有規(guī)律(嗡嗡)的叫聲及導航系統(tǒng)和雄峰相似性創(chuàng)造的。這一術語遭到了航空專業(yè)人士和政府監(jiān)管機構的強烈反對。Thetermunmannedaircraftsystem(UAS)wasadoptedbytheUnitedStatesDepartmentofDefense(DoD)andtheUnitedStatesFederalAviationAdministrationin2005accordingtotheirUnmannedAircraftSystemRoadmap2005–2030.TheInternationalCivilAviationOrganization(ICAO)andtheBritishCivilAviationAuthorityadoptedthisterm,alsousedintheEuropeanUnion'sSingle-European-Sky(SES)Air-Traffic-Management(ATM)Research(SESARJointUndertaking)roadmapfor2020.Thistermemphasizestheimportanceofelementsotherthantheaircraft.Part2—TerminologyItincludeselementssuchasgroundcontrolstations,datalinksandothersupportequipment.Asimilartermisanunmanned-aircraftvehiclesystem(UAVS)remotelypilotedaerialvehicle(RPAV),remotelypilotedaircraftsystem(RPAS).Manysimilartermsareinuse.Part2—Terminology根據(jù)2005-2030年無人飛機系統(tǒng)規(guī)劃圖，美國國防部和美國聯(lián)邦航空管理局于2005年采用了“無人飛機系統(tǒng)”這個術語。國際民航組織和英國民航當局也采用了這一術語，并用在歐盟的單歐天空空管局研究機構的2020路線圖。這一術語強調(diào)了除飛機外其它元素的重要性。它包括如地面控制站、數(shù)據(jù)鏈和其它支持設備等元素。一個相似的術語是無人飛機系統(tǒng)、遠程操控的飛行載具、遠程操控飛機系統(tǒng)。許多相似的術語都在使用。AUAVisdefinedasa"powered,aerialvehiclethatdoesnotcarryahumanoperator,usesaerodynamicforcestoprovidevehiclelift,canflyautonomouslyorbepilotedremotely,canbeexpendableorrecoverable,andcancarryalethalornonlethalpayload".Therefore,missilesarenotconsideredUAVsbecausethevehicleitselfisaweaponthatisnotreused,thoughitisalsounmannedandinsomecasesremotelyguided.

Part2—Terminology無人機被定義為一個“動力飛行器,不攜帶駕駛員,使用空氣動力來提供升力,能夠自主飛行,或者是是遠程操控,可以一次性使用或可回收,并能攜帶致命或非殺傷性負載”。因此,導彈不是無人機,因為導彈本身是一個不重復使用的武器,盡管同樣是無人并且某些情況下也是遠程操控。TherelationofUAVstoremotecontrolledmodelaircraftisunclear.UAVsmayormaynotincludemodelaircraft.Somejurisdictionsbasetheirdefinitiononsizeorweight,however,theUSFederalAviationAdministrationdefinesanyunmannedflyingcraftasaUAVregardlessofsize.Aradio-controlledaircraftbecomesadronewiththeadditionofanautopilotartificialintelligence(AI),andceasestobeadronewhentheAIisremoved.

Part2—Terminology無人機遙控模型飛機的關系尚不清楚。無人機可能會或可能不會包括飛機模型。一些裁定機構根據(jù)尺寸或重量來進行裁判,不過,美國聯(lián)邦航空管理局定義任何無人駕駛飛行器作為無人機而不論大小。無線遙控飛機變成了無人駕駛飛機的自動駕駛儀人工智能(AI),而不再是無人駕駛飛機當AI移除。In1849Austriasentunmanned,bomb-filled[b?m]balloonstoattackVenice.UAVinnovations[?n?'ve??nz]startedintheearly1900sandoriginallyfocusedonprovidingpracticetargetsfortrainingmilitarypersonnel.UAVdevelopmentcontinuedduringWorldWarI,whentheDayton-WrightAirplaneCompanyinventedapilotlessaerialtorpedothatwouldexplodeatapresettime.Part3—HistoryTheearliestattemptatapoweredUAVwasA.M.Low's"AerialTarget"in1916.NikolaTesladescribedafleetofunmannedaerialcombatvehiclesin1915.AdvancesfollowedduringandafterWorldWarI,includingtheHewitt-SperryAutomaticAirplane.Thefirstscaledremotepilotedvehiclewasdevelopedbyfilmstarandmodel-airplaneenthusiastReginaldDennyin1935.MoreemergedduringWorldWarII–usedbothtotrainantiaircraftgunnersandtoflyattackmissions.

Part3—

HistoryNaziGermanyproducedandusedvariousUAVaircraftduringthewar.JetenginesenteredserviceafterWorldWarIIinvehiclessuchastheAustralianGAFJindivik,andTeledyneRyanFirebeeIof1951,whilecompanieslikeBeechcraftofferedtheirModel1001fortheU.S.Navyin1955.Nevertheless,theywerelittlemorethanremote-controlledairplanesuntiltheVietnamWar.

Part3—

History在1916年，A.M.Low在一架有動力裝置的無人機上進行了最早的嘗試，并命名為“空中目標”。在1915年，NikolaTesla就對一無人戰(zhàn)斗機群進行了描述。在接下來的一戰(zhàn)及戰(zhàn)后，無人機繼續(xù)發(fā)展，其中就包括Hewitt-Sperry的自動飛機。在1935年，影星及航?？駸釔酆谜逺eginaldDenny開發(fā)出了第一架有比例的遠程操控載具。在二戰(zhàn)期間出現(xiàn)了更多的無人機，用來防空炮手的訓練和攻擊武器的投擲。在戰(zhàn)爭期間，納粹德國生產(chǎn)并使用了許多不同的無人機。二戰(zhàn)后，噴氣式引擎在飛機上得到應用，例如澳大利亞的GAFJindivik和1951年的TeledyneRyanFirebeeI,而1955年像Beechcraft的公司給美國海軍提供了他們的模型1001。不過，他們和遠程控制的飛機差不多，直到越戰(zhàn)時才有所改變。In1959,theU.S.AirForce,concernedaboutlosingpilotsoverhostileterritory,beganplanningfortheuseofunmannedaircraft.PlanningintensifiedaftertheSovietUnionshotdownaU-2in1960.Withindays,ahighlyclassifiedUAVprogramstartedunderthecodenameof"RedWagon".TheAugust1964clashintheTonkinGulfbetweennavalunitsoftheU.S.andNorthVietnameseNavyinitiatedAmerica'shighlyclassifiedUAVs(RyanModel147,RyanAQM-91Firefly,LockheedD-21)intotheirfirstcombatmissionsoftheVietnamWar.WhentheChinesegovernmentshowedphotographsofdownedU.S.UAVsviaWideWorldPhotos,theofficialU.S.responsewas"nocomment"

Part3—

History在1959年，考慮到在敵方領土上失蹤的飛行員，美國空軍開始計劃使用無人機。并且在蘇聯(lián)1960年打下來一架U-2偵察機后，計劃也增強了。就在幾天內(nèi)，一個高度機密的無人機項目在代號為“紅色囚車”下展開。1964年8月北越海軍和美國海軍在TonkinGulf(北部灣)產(chǎn)生了沖突，這讓美國使用了高度機密的無人機(RyanModel147,RyanAQM-91Firefly,LockheedD-21)作為他們在越南的第一個戰(zhàn)斗任務。當中國政府通過WideWorldPhotos展示了擊落的美國無人機照片，美國官方對此不做評論。Part3—

HistoryThe

WarofAttrition

(1967–1970)featuredtheintroductionofUAVswith

reconnaissance

camerasintocombatintheMiddleEast.

Inthe1973

YomKippurWar

Israel

useddronesasdecoystospuropposingforcesintowastingexpensiveanti-aircraftmissiles.在1973年的贖罪日戰(zhàn)爭(也叫齋月戰(zhàn)爭，指1973年10月6日埃及，敘利亞和巴勒斯坦游擊隊反擊以色列的第四次中東戰(zhàn)爭)中，以色列使用無人機作為誘餌來誘使反對派力量消耗昂貴的防空導彈。Part3—

HistoryIn1973theU.S.militaryofficiallyconfirmedthattheyhadbeenusingUAVsinSoutheastAsia(Vietnam).Over5,000U.S.airmenhadbeenkilledandover1,000morewere

missing

or

captured.TheUSAF

100thStrategicReconnaissanceWing

flewabout3,435UAVmissionsduringthewar

atacostofabout554UAVslosttoallcauses.在1973年，美國軍隊正式承認他們曾經(jīng)在東南亞使用過無人機。在越戰(zhàn)期間，美國空軍第100個戰(zhàn)略偵察聯(lián)隊大概執(zhí)行了3435次無人機飛行任務，損失了大概554架無人機。用空軍系統(tǒng)司令部司令官布朗上將說，總司令陳述。Part3—

HistoryInthewordsofUSAF

General

GeorgeS.Brown,Commander,

AirForceSystemsCommand,in1972,"Theonlyreasonweneed(UAVs)isthatwedon'twanttoneedlesslyexpendthemaninthecockpit."

Laterthatyear,General

JohnC.Meyer,CommanderinChief,

StrategicAirCommand,stated,"weletthedronedothehigh-riskflying

...thelossrateishigh,butwearewillingtoriskmoreofthem

...theysavelives!"

Part3—

HistoryDuringthe1973

YomKippurWar,Soviet-supplied

surface-to-airmissile

batteries['b?t?r?z]in

Egypt

and

Syria

causedheavydamagetoIsraeli

fighterjets.Asaresult,IsraeldevelopedthefirstUAVwithreal-timesurveillance.TheimagesandradardecoysprovidedbytheseUAVshelpedIsraelto

completelyneutralize

theSyrian

airdefenses

atthestartofthe

1982LebanonWar,resultinginnopilotsdowned.Part3—

HistoryThefirsttimeUAVswereusedasproof-of-conceptofsuper-agilitypost-stallcontrolledflightincombat-flightsimulationsinvolvedtailless,stealthtechnology-based,three-dimensionalthrustvectoringflightcontrol,jet-steeringUAVsinIsraelin1987.

在1973年的贖罪日戰(zhàn)爭中，蘇聯(lián)提供的地空導彈炮臺(排炮)在埃及和敘利亞給以色列戰(zhàn)斗機造成了巨大的損失。結果，以色列開發(fā)出了他們第一架實時監(jiān)控的無人機。在1982年黎巴嫩戰(zhàn)爭的一開始，由這些無人機提供的圖像和雷達誘餌幫助以色列使敘利亞防空力量完全無效，由此，再沒有飛行員被擊落。在1987年，以色列第一次將無人機用作超敏捷過失速飛行控制的概念驗證型是在戰(zhàn)斗飛行模擬中，其涉及到無尾、隱身技術、三維推力矢量飛行控制及噴氣操縱。Part3—

HistoryWiththematuringandminiaturizationofapplicabletechnologiesinthe1980sand1990s,interestinUAVsgrewwithinthehigherechelonsoftheU.S.military.Inthe1990s,theU.S.DoDgaveacontractto

AAICorporation

alongwithIsraelicompanyMalat.TheU.S.NavyboughttheAAIPioneerUAVthatAAIandMalatdevelopedjointly.ManyoftheseUAVssawserviceinthe

1991GulfWar.

Part3—

HistoryUAVsdemonstratedthepossibilityofcheaper,morecapablefightingmachines,deployablewithoutrisktoaircrews.Initialgenerationsprimarily[pra??mer?li]involved

surveillanceaircraft,but

somecarriedarmaments,suchasthe

GeneralAtomicsMQ-1Predator[?pred?t?(r)],thatlaunched

AGM-114Hellfire

air-to-groundmissiles.Part3—

History隨著20世紀80至90年代應用技術的成熟與小型化，美國軍方更高階層對于無人機的興趣不斷增長。在20世紀90年代，美國國防部與AAI公司和以色列Malat公司簽訂了合同。美國海軍購買了AAI和Malat公司聯(lián)合開發(fā)的AAIPioneer無人機。這些無人機中的許多無人機在1991年的海灣戰(zhàn)爭中服務過。因為這為他們提供了成本低廉、極富任務靈活性的戰(zhàn)斗機器，使用這樣的戰(zhàn)斗機器就沒有導致飛行人員傷亡的風險。最初的一代主要以偵察機為主，但是有一些攜帶武器，比如,諸如通用原子航空系統(tǒng)公司的MQ-1掠食者，能夠發(fā)射AGM-114地獄火空對地導彈。Part3—

HistoryBESTREGARDSTOALLOFYOU!THANKS!EnglishforUnmannedaerialvehicle無人機專業(yè)英語第一部分第二部分介紹無人機的組成介紹無人機的分類Unit

1:Unmannedaerialvehicle——ClassificationandUAVcomponentsaerial[?e?ri?l]vehicle[?vi:h?kl]intermittently[??nt?'m?t?ntl?]Originate[??r?d???net]surveillance[s?:?ve?l?ns]coin[k??n]piloted ['pa?l?t?d]lethal [?li:θl]jurisdiction[?d??r?s?d?k?n]torpedo [t?:?pi:d??]WordsReview空氣的;航空的，空中的;車輛;交通工具;間歇地;斷斷續(xù)續(xù);產(chǎn)生;起源于，來自;管制，監(jiān)視;杜撰;創(chuàng)造;先導控制的，有人駕駛的;能致命的;破壞性的;有害的;管轄權;管轄范圍;魚雷;

enthusiast[?n?θju:zi?st]territory[?ter?tri]attrition[??tr??n]reconnaissance[r??k?n?sns]neutralize[?nju:tr?la?z]agility [?'d??l?t?]stealth [stelθ]echelon [?e??l?n]resemblance[r??zembl?ns]WordsReview狂熱者;熱情者領地;領土，版圖;領域消耗;摩擦;消磨;

勘查;偵察或觀測中和;使中立化;使無效;

敏捷;靈活;活潑;

秘密行動;鬼祟;隱形等級，階層相似，形似prevalent[?prev?l?nt]流行的，盛行的;普遍存在的gunnery [?g?n?ri]射擊;炮術;logistics[l??d??st?ks]物流;后勤;邏輯學;designate[?dez?gne?t]指派;指明，指出;表明，意味著;categorise['k?t?g?ra?z]把…歸類，把…列作;recognizably[?rek?ɡ'na?z?bl?]可被認識地，可辨別地;counterparts['ka?nt?pɑ:ts]與對方地位相當?shù)娜?，與另一方作用相當?shù)奈飉iniaturization[?m?n?t??ra?'ze??n]小型化;縮形技術;conventional[k?n?ven??nl]傳統(tǒng)的;習用的，平常的;依照慣例的;NewWordsproprioceptive[pr??pr???'sept?v]本體感受的;gyroscopes[d'?a?r?sk??ps]陀螺儀，回轉儀accelerometer[?k?sel??r?m?t?(r)]加速計perch[p?:t?]（鳥）飛落，暫棲，停留;telemetry[t??l?m?tri]遙測;遙感勘測，自動測量記錄傳導;duplex[?dju:pleks]有兩部分的;cellular[?selj?l?(r)]細胞的;蜂窩狀;由細胞組成的;多孔的Exteroceptive[?ekst?r?'sept?v]感受外界刺激的（如視覺與聽覺）的;WordsUAVstypicallyfallintooneofsixfunctionalcategories(althoughmulti-roleairframeplatformsarebecomingmoreprevalent):盡管多角色機身平臺正在變得更加普遍和流行。Targetanddecoy–providinggroundandaerialgunneryatargetthatsimulatesanenemyaircraftormissile靶機和誘餌——提供地面和空中火炮設計目標，來模擬敵機或?qū)桼econnaissance–providingbattlefieldintelligence偵察——提供戰(zhàn)場情報Combat–providingattackcapabilityforhigh-riskmissions作戰(zhàn)——為高風險的任務提供攻擊力Part1ClassificationLogistics–deliveringcargo物流——運送貨物Researchanddevelopment–improveUAVtechnologies研究與開發(fā)——提高無人機技術CivilandcommercialUAVs–agriculture,aerialphotography,datacollection。民用和商用無人機——農(nóng)業(yè)，航空攝影，數(shù)據(jù)收集The

U.S.MilitaryUAVtiersystem

isusedbymilitaryplannerstodesignatethevariousindividualaircraftelementsinanoverallusageplan.美國軍用無人機一級系統(tǒng)被軍事規(guī)劃者用來指出總體使用計劃的不同個人飛行器元素。Part1ClassificationVehiclescanbecategorisedintermsofrange/altitude.Thefollowinghasbeenadvanced

asrelevantatindustryeventssuchas

ParcAberporth

UnmannedSystemsforum:無人機可以依據(jù)范圍/航程來進行分類。下面分類和工業(yè)事件相關，比如ParcAberporth無人機系統(tǒng)論壇。Part1ClassificationHand-held2,000

ft(600

m)altitude,about2

kmrangeClose5,000

ft(1,500

m)altitude,upto10

kmrange

NATOtype10,000

ft(3,000

m)altitude,upto50

kmrange

Tactical18,000

ft(5,500

m)altitude,about160

kmrangeMALE(mediumaltitude,longendurance)

upto30,000

ft(9,000

m)andrangeover200

km

High-AltitudeLongEndurance

(highaltitude,longendurance–HALE)over30,000

ft(9,100

m)andindefiniterangeHypersonichigh-speed,supersonic(Mach1–5)orhypersonic(Mach5+)50,000

ft(15,200

m)orsuborbitalaltitude,rangeover200

kmPart1ClassificationMannedandunmannedaircraftofthesametypegenerallyhaverecognizablysimilarphysicalcomponents.Themainexceptionsarethe

cockpit

and

environmentalcontrolsystem

or

lifesupportsystems.SomeUAVscarrypayloads(suchasacamera)thatweighconsiderablylessthananadulthuman,andasaresultcanbeconsiderablysmaller.Thoughtheycarryheavypayloads,weaponizedmilitarydronesarelighterthantheirmannedcounterpartswithcomparable[?k?mp?r?bl]armaments.Part2—UAVcomponents同類型的有人和無人航空器一般有明顯相似的物理組件。主要的例外是駕駛艙和環(huán)控系統(tǒng)或者生命保障系統(tǒng)。有一些無人機還攜帶重量明顯少于一個成人的負載，結果是無人機明顯更小。盡管他們攜帶重負載，武器化的軍用無人機比他們載有同重的武器裝備有人機要輕。SmallcivilianUAVshaveno

life-criticalsystems,andcanthusbebuiltoutoflighterbutlesssturdymaterialsandshapes,andcanuselessrobustly[r??'b?stl?]testedelectroniccontrolsystems.ForsmallUAVs,the

quadcopter

designhasbecomepopular,thoughthislayoutisrarelyusedformannedaircraft.Miniaturizationmeansthatless-powerfulpropulsion[pr??p?l?n]technologiescanbeusedthatarenotfeasible(可行的;可用的;可實行的;)formannedaircraft,suchassmallelectricmotorsandbatteries.Part2—UAVcomponentsControlsystemsforUAVsareoftendifferentthanmannedcraft.Forremotehumancontrol,acameraandvideolinkalmostalwaysreplacethecockpitwindows;radio-transmitteddigitalcommandsreplacephysicalcockpitcontrols.Autopilotsoftwareisusedonbothmannedandunmannedaircraft,withvaryingfeaturesets.Part2—UAVcomponentsBody

Theprimarydifferenceforplanesistheabsenceofthecockpitareaanditswindows.TaillessQuadcoptersareacommonformfactorforrotarywingUAVswhiletailedmono-andbi-coptersarecommonformannedplatforms.無人飛機和有人機的主要不同點是沒有駕駛艙區(qū)域和風擋玻璃，對旋翼無人機來說，無尾翼四旋翼無人機是一種常見形式；而對于有人機平臺常見形式是尾翼的單旋翼直升機和雙旋翼直升機。Part2—UAVcomponentsPowersupplyandplatform

SmallUAVsmostlyuse

lithium-polymer[?l?θi?m?p?l?m?(r)]batteries

(Li-Po),whilelargervehiclesrelyonconventionalairplaneengines.小型無人機主要地使用鋰聚合物電池，而更大些的無人機則依靠傳統(tǒng)的飛機發(fā)動機。Batteryeliminationcircuitry

(BEC)isusedtocentralizepowerdistributionandoftenharborsa

microcontrollerunit

(MCU).CostlierswitchingBECsdiminish[（使）減少，縮小]heatingontheplatform.免電池電路用來集中進行電源分配，并且經(jīng)常帶有一塊MCU。更貴一點的開關式BECs能減少平臺的熱量。Part2—UAVcomponentsComputing

UAVcomputingcapabilityfollowedtheadvancesofcomputingtechnology,beginningwithanalogcontrolsandevolvingintomicrocontrollers,then

system-on-a-chip(SOC)and

single-boardcomputers

(SBC).無人機計算能力跟隨者計算技術的發(fā)展，其始于模擬控制，并且發(fā)展成微控制器(單片機)，然后是片上系統(tǒng)和單板機SystemhardwareforsmallUAVsisoftencalledtheFlightController(FC),FlightControllerBoard(FCB)orAutopilot.小型無人機的系統(tǒng)硬件通常稱作飛行控制器、飛行控制板或者自動駕駛。Part2—UAVcomponentsSensorsPositionandmovementsensorsgiveinformationabouttheaircraftstate.Exteroceptivesensorsdealwithexternalinformationlikedistancemeasurements,whileexproprioceptiveonescorrelateinternalandexternalstates.位置和運動傳感器能夠提供飛行器狀態(tài)的信息，外感傳感器處理像距離測量的外部信息，而超本體感受傳感器則使內(nèi)部和外部狀態(tài)相互關聯(lián)。Non-cooperativesensorsareabletodetecttargetsautonomouslysotheyareusedforseparationassuranceandcollisionavoidance.非合作式傳感器能夠自動探測到目標以致他們被用來確保目標的區(qū)分和防撞。Part2—UAVcomponentsDegreesoffreedom(DOF)refertoboththeamountandqualityofsensorson-board:6DOFimplies3-axisgyroscopesandaccelerometers(atypical

inertialmeasurementunit

–IMU),9DOFreferstoanIMUplusacompass,10DOFaddsabarometerand11DOFusuallyaddsaGPSreceiver.自由度兼指飛機上傳感器的數(shù)量和質(zhì)量：6自由度是指3軸陀螺儀和加速度計(一典型的慣性測量單元)，9自由度指一IMU加一羅盤，10自由度則添加了一氣壓高度計，11自由度通常添加了一GPS接收機。Part2—UAVcomponentsActuators

UAV

actuators

include

digitalelectronicspeedcontrollers

(whichcontrolthe

RPM

ofthemotors)linkedtomotors/engines

and

propellers,

servomotors

(forplanesandhelicoptersmostly),weapons,payloadactuators,LEDsandspeakers.無人機執(zhí)行器包括連接引擎和螺旋槳的數(shù)字電子速度控制器(控制電機的轉速)、伺服電機、武器、負載驅(qū)動器、LEDs和揚聲器。Part2—UAVcomponentsSoftware

UAVsoftwarecalledtheflightstackorautopilot.UAVsare

real-time

systemsthatrequirerapidresponsetochangingsensordata.Examplesinclude

RaspberryPis,

Beagleboards,etc.shieldedwith(盾)

NavIO,

PXFMini,etc.ordesignedfromscratchsuchasNuttx,preemptive-RTLinux,

Xenomai,

Orocos-RobotOperatingSystem

or

DDS-ROS2.0.無人機軟件稱作飛行堆棧或者自動駕駛。無人機是能根據(jù)變化的傳感器數(shù)據(jù)進行快速響應的實時系統(tǒng)。例如等。Part2—UAVcomponentsLoopprinciplesUAVsemployopen-loop,closed-looporhybridcontrolarchitectures.

Openloop—Thistypeprovidesapositivecontrolsignal(faster,slower,left,right,up,down)withoutincorporatingfeedbackfromsensordata.無人機使用開環(huán)、閉環(huán)或者混合控制架構。開環(huán)——這種形式提供一種正向的控制信號，而沒有反饋的傳感器數(shù)據(jù)。Closedloops

–Thistypeincorporatessensorfeedbacktoadjustbehavior.The

PIDcontroller

iscommon.Sometimes,

feedforward

isemployed,transferringtheneedtoclosetheloopfurther.閉環(huán)——這種形式結合了反饋的傳感器信息來調(diào)整系統(tǒng)的行為.PID控制器是最常見的。有時，也使用前饋，即將控制需求引入系統(tǒng)進一步提高控制精度。Part2—UAVcomponentsFlightcontrolsFlightcontrolisoneofthelower-layersystemandissimilartomannedaviation:

planeflightdynamics,

control

andautomation,

helicopterflightdynamics

and

controls

and

multirotorflightdynamics

wereresearchedlongbeforetheriseofUAVs.飛行控制是較低層級系統(tǒng)之一，并且和有人駕駛飛機很相似：飛機飛行動力學，控制和自動化，直升機飛行力學和控制，并且多旋翼飛行動力學在無人機興起之前以及進行了很長的研究。Automaticflightinvolvesmultiplelevelsofpriority.自動飛行涉及多優(yōu)先級。Part2—UAVcomponentsUAVscanbeprogrammedtoperformaggressiveman?uvresorlanding/perchingoninclinedsurfaces,

andthentoclimbtowardbettercommunicationspots.SomeUAVscancontrolflightwithvaryingflightmodelisation,

suchasVTOLdesigns.UAVscanalsoimplementperchingonaflatverticalsurface.通過對無人機編程可以使其執(zhí)行機動飛行或者降落在傾斜的表面上，然后飛向更好的通信地點。一些無人機實現(xiàn)飛行控制經(jīng)過了不同飛行模擬，比如垂直起降設計。無人機同樣可以降落在一塊垂直平地上。Part2—UAVcomponentsCommunicationsMostUAVsusea

radiofrequencyfront-end

thatconnectsthe

antenna

tothe

analog-to-digitalconverter

andaflightcomputerthatcontrols

avionics

(andthatmaybecapableofautonomousorsemi-autonomousoperation).大多數(shù)無人機使用無線電頻率前端來將天線和模數(shù)轉換器連接，并且飛行計算機控制航空電子設備的運行。Radioallowsremotecontroland

exchangeofvideoandotherdata.EarlyUAVs

hadonlyuplink.Downlinks(e.g.,realtimevideo)camelater.Part2—UAVcomponentsInmilitarysystemsandhigh-enddomestic[d??mest?k]applications,downlinkmayconveypayloadmanagementstatus.Incivilianapplications,mosttransmissionsarecommandsfromoperatortovehicle.Downstreamismainlyvideo.

Telemetry

isanotherkindofdownstreamlink,transmittingstatusabouttheaircraftsystemstotheremoteoperator.UAVsusealso

satellite

"uplink"toaccess

satellitenavigation

systems.Part2—UAVcomponents通過無線電可以遠程控制無人機，并且能傳遞視頻和其他數(shù)據(jù)。在軍事系統(tǒng)和高端民用系統(tǒng)中，下行可以傳遞載荷管理狀態(tài)。在民用方面，大多數(shù)的傳送都是從操作者到飛機的控制指令。下行傳輸?shù)闹饕且曨l。遙測是另一種下行數(shù)據(jù)鏈，將飛機系統(tǒng)狀態(tài)傳送給遠程操縱者。無人機也使用衛(wèi)星上行鏈路來獲取衛(wèi)星導航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。Theradiosignalfromtheoperatorsidecanbeissuedfromeither:來自操作者這一邊的無線電信號可以從下列某方發(fā)出：Groundcontrol–ahumanoperating,a

radiotransmitter/receiver,asmartphone,atablet,acomputer,ortheoriginalmeaningofa

militarygroundcontrolstation(GCS).Recentlycontrolfrom

wearabledevices,

humanmovementrecognition,

humanbrainwaves

wasalsodemonstrated.地面控制——操縱一無線電發(fā)/收的操縱者，一部智能手機，一平板電腦，一臺計算機，或者一軍事地面控制站的原始含義?，F(xiàn)今可以通過可穿戴設備、人類運動識別和人腦電波對無人機進行控制。Part2—UAVcomponentsRemotenetworksystem,suchassatelliteduplexdatalinksforsome

militarypowers.

Downstreamdigitalvideoovermobilenetworkshasalsoenteredconsumermarkets,

whiledirectUAVcontroluplinkoverthecelullarmeshisunderresearched.遠程網(wǎng)絡系統(tǒng)，例如用于軍事通信的衛(wèi)星雙工數(shù)據(jù)鏈。通過移動網(wǎng)絡下行傳輸?shù)臄?shù)字視頻同樣也進入消費者市場，而通過單元網(wǎng)格進行直接UAV控制的上行傳輸正在研究當中。Anotheraircraft,servingasarelayormobilecontrolstation–militarymanned-unmannedteaming(MUM-T).另一架航空器，作為中繼或者移動控制站。Part2—UAVcomponentsBESTREGARDSTOALLOFYOU!THANKS!EnglishforUnmannedaerialvehicle無人機專業(yè)英語

prevalent[?prev?l?nt]gunnery [?g?n?ri]logistics[l??d??st?ks]designate[?dez?gne?t]categorise['k?t?g?ra?z]recognizably[?rek?ɡ'na?z?bl?]counterparts['ka?nt?pɑ:ts]miniaturization[?m?n?t??ra?'ze??n]conventional[k?n?ven??nl]WordsReview流行的，盛行的;普遍存在的射擊;炮術;物流;后勤;邏輯學;指派;指明，指出;表明，意味著;把…歸類，把…列作;可被認識地，可辨別地;與對方地位相當?shù)娜嘶蛭镄⌒突?縮形技術;傳統(tǒng)的;習用的，平常的;依照慣例的;

proprioceptive[pr??pr???'sept?v]gyroscopes[d'?a?r?sk??ps]accelerometer[?k?sel??r?m?t?(r)]perch[p?:t?]telemetry[t??l?m?tri]duplex[?dju:pleks]cellular[?selj?l?(r)]Exteroceptive[?ekst?r?'sept?v]WordsReview本體感受的;陀螺儀，回轉儀加速計（鳥）飛落，暫棲，停留;遙測;遙感勘測;有兩部分的;細胞的;蜂窩狀;由細胞組成的;感受外界刺激的;第一部分第二部分介紹無人機的功能介紹無人機的自動控制Unit

1:Unmannedaerialvehicle——AutonomyandUAVFunctionsintermediate[??nt??mi:di?t]中間的，中級的;hierarchical[?ha???rɑ:k?kl]分層的;按等級劃分的chunk[t???k]厚厚的一塊;（某物）相當大的數(shù)量或部分trajectory[tr??d?ekt?ri]軌道;軌線odometry['?d?m?tr?]測程法;photogrammetry[f??t?'gr?m?tr?]照相測量法gimbal['d??mb?l]萬向節(jié)tunable['tju:n?bl]可調(diào)諧;可調(diào)的;swarm[sw?:m]擠滿;云集，涌往;成群地移動或出現(xiàn)counterterrorism['ka?nt??ter?r?z?m]以恐怖反恐怖主義，報復性恐怖主義;NewWordswithstand[w?e?st?nd]經(jīng)受，承受，禁得起;munition[mju:'n??n]軍需品，軍火augur[??:g?(r)]預示，預兆，預言warfare [?w?:fe?(r)]戰(zhàn)爭，戰(zhàn)爭狀態(tài);斗爭，沖突;scenarios[s?'nɑ:ri:??z]情節(jié);劇本;Exteroceptive[?ekst?r?'sept?v]感受外界刺激的（如視覺與聽覺）的;airborne[?e?b?:n]空運的，飛機載的;航空的;空氣所帶的;WordsAutonomouscontrolbasicsICAOclassifiesunmannedaircraftaseitherremotelypilotedaircraftorfullyautonomous.ActualUAVsmayofferintermediatedegreesofautonomy.E.g.,avehiclethatisremotelypilotedinmostcontextsmayhaveanautonomousreturn-to-baseoperation.國際民航組織認為無人飛行器要么是遠程控制的航空器，要么是全自動的。實際的無人機或許提供一半自動化度。例如，大多數(shù)遠程操控的無人機一般有自動返回起飛點功能。Part1AutonomyAutonomouscontrolbasicsBasicautonomycomesfromproprioceptivesensors.Advancedautonomycallsforsituationalawareness,knowledgeabouttheenvironmentsurroundingtheaircraftfromexterioceptivesensors:sensorfusionintegratesinformationfrommultiplesensors.基本的自動控制需要來自內(nèi)部傳感器的信息。先進的自動控制則需要形勢感知，來自外部傳感器測量得到的無人機外部環(huán)境感知知識：傳感器融合整合不同傳感器的信息。Part1AutonomyBasicprinciples

Onewaytoachieveautonomouscontrolemploysmultiplecontrol-looplayers,asinhierarchicalcontrolsystems.Asof2016thelow-layerloops(i.e.forflightcontrol)tickasfastas32,000timespersecond,whilehigher-levelloopsmaycycleoncepersecond.Theprincipleistodecomposetheaircraft'sbehaviorintomanageable"chunks",orstates,withknowntransitions.Hierarchicalcontrolsystemtypesrangefromsimplescriptstofinitestatemachines,behaviortreesandhierarchicaltaskplanners.Part1Autonomy一種實現(xiàn)自動控制的方式是使用多閉環(huán)控制，比如高級控制系統(tǒng)中。低層控制環(huán)能在一秒鐘運行32000次，而高級環(huán)一秒只能循環(huán)1次。準則就是將無人機行為分解成可管理的狀態(tài)，也就是知道了傳遞函數(shù)。高級控制系統(tǒng)類型從簡單的S函數(shù)到有限狀態(tài)機、行為樹和高級任務計劃。BasicprinciplesThemostcommoncontrolmechanismusedintheselayersisthePIDcontrollerwhichcanbeusedtoachievehover[?h?v?(r)]foraquadcopterbyusingdatafromtheIMUtocalculatepreciseinputsfortheelectronicspeedcontrollersandmotors.在這些層最常見的控制機制是PID控制，它能用來實現(xiàn)四旋翼無人機的懸停，是通過使用來自IMU的數(shù)據(jù)來計算電子調(diào)速器和電機的控制輸入。Part1AutonomyExamplesofmid-layeralgorithms:

Pathplanning:determininganoptimalpathforvehicletofollowwhilemeetingmissionobjectivesandconstraints,suchasobstaclesorfuelrequirements.

路徑規(guī)劃：在滿足任務目標或者條件限制時(如障礙物或者燃料需求)，決定一條最優(yōu)路徑。

Trajectorygeneration(motionplanning):determiningcontrolmaneuverstotakeinordertofollowagivenpathortogofromonelocationtoanother.軌跡生成：為了跟隨給定路徑或者從一個位置到另一位置而確定的機動控制。

Part1AutonomyExamplesofmid-layeralgorithms:Trajectoryregulatio