不用笔者说,相信许多人都已在各处看到无人机,用四个旋翼带动的无人机,快速成为年轻男生的「电子潮物」,在光华商场、台北地下街等3C聚落处,经常有人在操控、示范无人机。

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如果无人机只是种玩具就罢,偏偏Amazon、Google有意让它产业化运用,Amazon的Prime Air(上头的主控系统是Raspberry Pi)即是一种货运型无人机,Amazon期望用Prime Air实现30分钟到货服务,并且已经跟美国航管单位申请各种试飞。

类似的,Google X实验室有个Wing项目,是开发一种专用来投放救灾物资(如干粮、毛毯、救生圈)的无人机,虽然Google已承认Wing项目的无人机设计失败,但Google依然没放弃相关计划,事实上Amazon Prime Air也已经修正6、7个版本,仍持续尝试中。

产业运用或许还要许多着墨,甚至要法规增修才能正式上路,但以玩具为出发的无人机则没有太多顾虑,而为了让玩具更有趣,无人机上加装愈来愈多的感测功效,例如加装惯性传感器,即加速度传感器、陀螺仪等,使无人机的平衡性更好。

平衡性更好后,开始在上头加装摄影镜头,可以进行拍照或录像,进一步的还装上GPS全球定位系统,可以把飞行全程的坐标路径记录下来,说不定日后无人机会成为一个新比赛项目,如同电竞赛事一样。

目前产业用的无人机要有数公里以上的飞行,飞行过程中是如何操弄,我们尚难清楚了解,有可能完全只是事先设定而后让其自动飞行,但对玩具无人机而言,目前最好的操控方式是Wi-Fi无线通信。

为何如此说?因为Wi-Fi约有60~140公尺的通讯距离,Bluetooth一般仅有1公尺或10公尺距离,少数使用Class 3等级的发送功率可达100公尺,以操控乐趣而言,1~ 10公尺太短,60~140公尺较为理想。

如果是Bluetooth Low Energy,距离可到50公尺,但即便如此,也不适合所有无人机。因为,中高阶的无人机多具备720p、1080p分辨率的摄影机,要实时将无人机观看到的影像回传到玩家手边的屏幕,Bluetooth、Bluetooth Low Energy都是不足的,Bluetooth充其量仅24Mbps传输率,难以实时传输影像,只能由无人机先录下影像,回返后上传观看,乐趣没有实时观赏的高。

而3G、LTE呢?3G通讯一概要透过基地台,无法用于无人机,LTE在3GPP R12版后可以实施LTE Direct技术,让LTE手机之间不透过基地台也能传输通讯,且没有遮蔽物时通讯距离达500公尺,不过这项技术仍太前瞻,尚不成熟。相对的,Wi-Fi Direct标准早于2010年确立,至今已广泛成熟运用。

因此,放眼望去以Wi-Fi最适合。不过,Wi-Fi也非完美,Wi-Fi用的频段为2.4GHz,是与水分子相同的共振频率,若在户外操控使用无人机,若空气中水气、湿气太重(如台湾海岛国家,或刚下完雨后),电波能量在传输过程中被水份吸收,实际可遥控的距离就会缩短。

同样的,Bluetooth也是使用2.4GHz,自然会有相同的问题,而即便Wi-Fi改用5GHz频段运作,因为5GHz约是2.4GHz的一倍,是倍频,也是会以谐波方式与水共振,问题依然没解。

另一个问题是Wi-Fi通讯比较耗电(与Bluetooth相比),加上Wi-Fi Direct多是以软件方式仿真Wi-Fi基地台,玩家手边的遥控器需要更强大的运算力才行,强大运算力也意味着较耗电,如此将减少无人机升空时间,或必须增加玩家手边遥控器的电池电量,否则也会减低乐趣。

未来无人机上还会加入什么?还有很大想像空间,例如加入无线充电功能,到达定点降落后自动充电,或者在视野良好无遮蔽时改用LED光传输通讯,以精省飞行电力,或加入大气压力感测器好量测飞行高度等,均值得期待。