会飞的传感器-工业4.0:无人机3D可视化系统的应用 二维码
近年来,无人机的发展越发迅速,既可民用于航拍,又可军用于侦察,涉及行业广泛,把无人机想象成一个“会飞的传感器”,无人机就成了工业4.0的一个空中数据端口,大至地球物理、气象、农业数据、小至个人位置信息,无人机将引爆一场空中的大数据革命!通过 Hightopo 来搭建的一款无人机 3D 可视化系统,通过对无人机及其信息的全景展示来模拟无人机状态的监控。 系统中包含 4 种展示模式:实体模式 、热力模式、线框模式和内部模式,通过飞机下方操作按钮即可进行模式切换。无人机及周边信息面板采用 3D 引擎进行场景搭建,用户可从场景任意位置对无人机进行查看。 系统分析
按照不同平台构型来分类,无人机可主要有固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三大平台,其它小种类无人机平台还包括伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞船等。固定翼无人机是军用和多数民用无人机的主流平台,最大特点是飞行速度较快;无人直升机是灵活性最强的无人机平台,可以原地垂直起飞和悬停;多旋翼(多轴)无人机是消费级和部分民用用途的首选平台,灵活性介于固定翼和直升机中间(起降需要推力),但操纵简单、成本较低。 按不同使用领域来划分,无人机可分为军用、民用和消费级三大类,对于无人机的性能要求各有偏重: (1)军用无人机对于灵敏度、飞行高度速度、智能化等有着更高的要求,是技术水平最高的无人机,包括侦察、诱饵、电子对抗、通信中继、靶机和无人战斗机等机型; (2)民用无人机一般对于速度、升限和航程等要求都较低,但对于人员操作培训、综合成本有较高的要求,因此需要形成成熟的产业链提供尽可能低廉的零部件和支持服务,目前来看民用无人机最大的市场在于政府公共服务的提供,如警用、消防、气象等,占到总需求的约70%,而我们认为未来无人机潜力最大的市场可能就在民用,新增市场需求可能出现在农业植保、货物速度、空中无线网络、数据获取等领域; (3)消费级无人机一般采用成本较低的多旋翼平台,用于航拍、游戏等休闲用途。 无人机的应用前景还是很广泛的,对于新兴的技术产业来看,其存在的意义价值还是很大的。 效果实现及实际意义一、应用场景 民用无人机下游需求非常广泛,包括农业、电力石油、检灾、林业、气象、国土资源、警用、海洋水利、测绘、城市规划等多个行业。近年来无人机在民用市场的应用受到越来越多的关注,如农林植保和电力巡线两个领域,无人机需求较为迫切,且具备较大的市场规模。我们认为其它行业的潜在需求也将逐步显现,我国民用无人机市场空间巨大,将进入快速发展期。 二、无人机形态切换及内部结构 1、形态切换 无人机主体形态分为三种:实体模式、线框模式和热力模式。通过点击下方按钮,可切换至按钮所对应的形态。切换的过程中,将目标形态进行显示,并分别上下移动目标形态和原形态,使用户可以短暂的进行同时查看,之后再回归原位并将原形态进行隐藏。隐藏的方式则有所不用,线框模式是改变线框颜色,其余两种模式则是调整模型的透明度。这里的线框是根据模型的轮廓生成的,通过 3D 引擎自动计算描绘,非常便捷。 通过 3D 引擎,我们可以生成立体图形,也可以添加导入的模型,图形的位置由 x、y、z 三个方向的坐标来确认,而坐标轴汇聚的原点则是图形的锚点,无人机前方旋转的圆环则是将锚点调整到圆环中心后,操纵 rotation 属性进行转动 。在系统中线框状态的无人机则是像图中左侧的球体这样生成的,如果我们将图形的透明度调为 0,则只显示线框的样式。 在线框模式下,大家会发现按钮的上方出现了一个小按钮,点击它就可以进入到无人机的另一个状态,在这里我们除了可以看到线框,还能够接触到无人机的内部结构,查看它的每一个部件。进入的过程会将场景内的其它图形隐藏,将内部结构显示出来。 三、界面和面板搭建 界面的搭载上,承载着无人机的各种指标数据,可以在无人机航行的时候,准确且及时地反馈运行中的飞行情况,通过数据的传递,可以使无人机的操作人员预测到一些突发状况或者了解机身的状态。
2024-07-08
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