多旋翼大疆無(wú)人機(jī)是一種不穩(wěn)定的飛行系統(tǒng),其無(wú)法實(shí)現(xiàn)自穩(wěn)。所以,其對(duì)飛行自穩(wěn)系統(tǒng)的依賴(lài)性也就非常高,所以盡管萊特兄弟的固定翼飛機(jī)在1903年就已經(jīng)起飛,而直升機(jī)也在20世紀(jì)40年代就已經(jīng)成功運(yùn)用,但是對(duì)于多旋翼飛行器的成功飛行直到自動(dòng)化控制越來(lái)越先進(jìn)的21世紀(jì)才真正實(shí)現(xiàn)。
1956年,M.K.Adman設(shè)計(jì)的一架真正的四旋翼飛行器Convertawings Model“A”試飛取得成功,這架飛機(jī)重達(dá)1噸,依靠?jī)蓚€(gè)90馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)懸停和機(jī)動(dòng),對(duì)飛機(jī)的控制不再需要垂直于主旋翼的螺旋槳,而是通過(guò)改變主旋翼的推力來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而,由于操作這架飛機(jī)的工作量繁重,且飛機(jī)在速度、載重量、飛行范圍、續(xù)航性等方面無(wú)法與傳統(tǒng)的飛行器競(jìng)爭(zhēng),因此人們對(duì)此失去了進(jìn)一步研究的興趣,該研究被迫停止。
在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)之前,多旋翼大疆無(wú)人機(jī)的飛行基本是不具備實(shí)用價(jià)值的,因?yàn)樽屓藖?lái)直接控制多旋翼飛行器,飛行員所有的精力和注意力都在飛行本身,就如同站在圓球之上努力保持自身平衡,實(shí)際上根本無(wú)法做出其他動(dòng)作。同時(shí),固定翼飛行器和直升機(jī)飛行器已經(jīng)很實(shí)用,所以沒(méi)有國(guó)家和企業(yè)愿意繼續(xù)在多旋翼飛行方面的研究。很長(zhǎng)一段時(shí)間里,只有美國(guó)一些研發(fā)性的項(xiàng)目做出了多旋翼飛行器的樣機(jī)。
20世紀(jì)90年代之后,隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)研究的成熟,重量只有幾克的MEMS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)運(yùn)用,使制作多旋翼飛行器的自動(dòng)控制器成為現(xiàn)實(shí)。2005年,德國(guó)生產(chǎn)出了MD4-200,成為了一部能夠?qū)崿F(xiàn)自主懸停并且能夠具備半自助飛行的多旋翼飛行器。
伴隨著美國(guó)蘋(píng)果公司在iPhone上大量應(yīng)用加速計(jì)、陀螺儀、地磁傳感器等,MEMS慣性傳感器從2011年開(kāi)始大規(guī)模興起,6軸、9軸的慣性傳感器也逐漸取代了單個(gè)傳感器,成本和功耗進(jìn)一步降低,成本僅為幾美元。另外GPS芯片僅重0.3克,價(jià)格不到5美元。WiFi等通信芯片被用于控制和傳輸圖像信息,通信傳輸速度和質(zhì)量已經(jīng)可以充分滿足幾百米的傳輸需求。同時(shí),電池能量密度不斷增加,使大疆無(wú)人機(jī)在保持較輕的重量下,續(xù)航時(shí)間達(dá)到15-30分鐘,基本滿足日常的應(yīng)用需求。近年來(lái)移動(dòng)終端同樣促進(jìn)了鋰電池、高像素?cái)z像頭性能的急劇提升和成本下降,這些都促進(jìn)了多旋翼飛行器更進(jìn)一步發(fā)展。
2012年初,大疆無(wú)人機(jī)創(chuàng)新推出精靈Phantom一體機(jī),徹底改變了多旋翼飛行器市場(chǎng)。以往的多旋翼飛行器往往注重在玩具方面的應(yīng)用,整個(gè)行業(yè)都在考慮多旋翼飛行器還能有什么更實(shí)際的用途,大疆創(chuàng)新重新對(duì)多旋翼飛行器的使用人群和作用進(jìn)行了定義。以往的多旋翼飛行器因?yàn)椴僮麟y度的原因被定義為航模,使用群體也都是各地的航模愛(ài)好者和科技愛(ài)好者。Phantom不僅控制簡(jiǎn)便,初學(xué)者也很容易上手,同時(shí)其價(jià)格也能被普通消費(fèi)者接受。同時(shí),Phantom還可搭載小型相機(jī),用phantom搭載運(yùn)動(dòng)相機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)或景物迅速成為歐美年輕人競(jìng)相追逐的時(shí)尚潮流,因此Phantom一體機(jī)一經(jīng)推出便迅速獲得大量好評(píng)。
進(jìn)入2015年,伴隨著多旋翼無(wú)人機(jī)的銷(xiāo)量迅速增加,多旋翼無(wú)人機(jī)逐步的出現(xiàn)在普通民眾的視野。國(guó)內(nèi)各個(gè)企業(yè)對(duì)無(wú)人機(jī)的研發(fā)投入也在迅速增加,適應(yīng)各種不同應(yīng)用的無(wú)人機(jī)被陸續(xù)開(kāi)發(fā)出來(lái),到現(xiàn)在多旋翼無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在航拍、影視、農(nóng)業(yè)植保、電力巡線、電力架線等領(lǐng)域。