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專家學(xué)者把脈無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展

日期: 2021-01-11 14:32:48    來源:南京新航線教育培訓(xùn)學(xué)院

    來源:融媒體中心記者 方針

    2020全球無人機應(yīng)用及防控大會10月13日-15日在經(jīng)開區(qū)舉辦,在大會主題報告環(huán)節(jié),國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任、首席科學(xué)家、中國工程院院士趙春江,中國航天空氣動力技術(shù)研究院研究員石文,中國移動(成都)產(chǎn)業(yè)研究院副院長蘇郁相繼發(fā)言,就無人機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做了精彩演講,本報擷取部分內(nèi)容,希望為經(jīng)開區(qū)無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考和借鑒。


    趙春江

    無人機讓航空植保作業(yè)水平更高

    作為農(nóng)業(yè)大國,我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用航空技術(shù)的需求很大,無人機的出現(xiàn)對航空植保提供了很好的技術(shù)支持。相對其他國家來說,我國的航空植保從組織體系、政策制度到藥劑研發(fā)、落地應(yīng)用,都還有很大的進步空間。趙春江認(rèn)為,未來會形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的操作流程,讓航空植保作業(yè)更加規(guī)范、高水平。

    我國專業(yè)化無人機航空植保服務(wù)從2008年到2015年屬于萌芽發(fā)展階段。2016年至今屬于高速發(fā)展階段,2016年我國無人機量已經(jīng)超過了日本,2019年達到了5.5萬架,作業(yè)面積達到5億畝,2020年預(yù)計將突破10億畝。實際上,植保無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,像大疆、極飛等無人機企業(yè)發(fā)展速度非??臁?/p>

    趙春江說,因為專業(yè)化服務(wù)組織越來越多,無人機植保作業(yè)對象也逐漸細化,開始市場細分,比如,有的專門給小麥作業(yè),有的專門給水稻作業(yè),這是市場逐漸成熟的表現(xiàn)。

    此外,無人機施藥技術(shù)逐漸趨向精準(zhǔn)化和智能化,與基于大數(shù)據(jù)的圖像識別分析方法結(jié)合在一起,能判斷什么病、什么蟲、病蟲害的分布情況,可以決定施藥量的多少,使得植保過程更加精準(zhǔn)化。趙春江認(rèn)為,無人機植保體系化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展應(yīng)在政策方面有傾斜,當(dāng)前,在標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)管、備案等方面程序復(fù)雜,迫切期待出臺相適應(yīng)的政策措施,推動行業(yè)良性發(fā)展。

    未來,我國農(nóng)業(yè)航空怎么發(fā)展?趙春江說,應(yīng)該是有人機跟無人機互補共存,有人機更加智能化、自主化,無人機則在載荷、續(xù)航能力、可靠性等方面進一步提升。另外,隨著人工智能技術(shù)快速發(fā)展,將來針對無人機群航空植保作業(yè),應(yīng)該探索更多的應(yīng)用場景。比如說,讓多架無人機同時起飛,進行很好的控制和管理,將會大大提高作業(yè)效率。此外,像5G通訊、人工智能技術(shù)等,在應(yīng)用領(lǐng)域也把無人機航空植保提升到新的高度。


    石文

    太陽能無人機執(zhí)行通信中繼極具潛力

    太陽能無人機是以太陽能作為唯一能源的電動無人飛行器,它白天利用太陽能進行爬升和工作,一部分能源用于飛行,一部分能源要儲存在電池里用于夜間飛行,實現(xiàn)一個晝夜循環(huán)。這樣的飛行器理論上具有無限航時,我們認(rèn)為它是一個革命性的新型航空器。

    該飛行器有幾個特點,一是飛行高度高,一般情況下設(shè)計比較好的太陽能無人機,可以飛到20-30公里高度。二是留空時間長,目前新型的太陽能無人機理論上持續(xù)飛行時間可以達到一個月,甚至更長的時間。三是可以實現(xiàn)區(qū)域持久駐留,因為它的飛行速度比較慢,一般情況下在低空10米每秒左右,到了2萬米左右的高度,時速約100公里,它可以以這個速度在目標(biāo)區(qū)上空持續(xù)盤旋,實現(xiàn)一個駐留型的作業(yè)任務(wù)。四是有相對比較強的區(qū)域機動能力。

    在石文看來,太陽能無人機是航空航天的中和,過去很多年,航空氣動升阻問題、結(jié)構(gòu)重量問題、推進系統(tǒng)效率問題、飛行控制問題都在航空口,但是航天口很多像超可靠性的設(shè)計,將來太陽能無人機要飛幾個月、幾年的時候,它的運維模式跟衛(wèi)星接近,又面臨著熱管理環(huán)境控制問題,以及衛(wèi)星上用得比較多的太陽能電池、儲能電池等高效率使用問題。

    太陽能無人機的應(yīng)用模式比較常見的是區(qū)域?qū)拵Ы尤?,還有通信中繼、廣域探測和區(qū)域增強等等。區(qū)域?qū)拵Ы尤刖褪菬o人機在沙漠、海島、叢林等人煙相對稀少的地區(qū),它通過高空太陽能無人機,能夠?qū)崿F(xiàn)有效的大面積、大范圍的互聯(lián)網(wǎng)接入。二是通信中繼,太陽能無人機是遠程機與站之間語音和數(shù)據(jù)中繼,可以作為衛(wèi)星通信中繼。三是廣域探測,光學(xué)、雷達對靜止目標(biāo)和動目標(biāo)等等檢測成像等等。四是導(dǎo)航增強,包括像太陽能無人機作為空中移動基站,對北斗衛(wèi)星等實現(xiàn)一個修正,來提高它的精度。

    石文認(rèn)為,太陽能無人機已經(jīng)具有持久駐空能力,從長遠來看,作為持久的留空平臺,太陽能無人機執(zhí)行偵查監(jiān)視、通信中繼等任務(wù)極具潛力。而且通過平臺技術(shù)攻關(guān),實現(xiàn)數(shù)十至數(shù)百公斤的載荷高空持久駐留任務(wù)是可以實現(xiàn)的。隨著技術(shù)水平的提升,平臺逐步改進,太陽能無人機留空能力也將得到改善,且它的任務(wù)維度可以拓寬,載荷能力有望進一步提升。


    蘇郁

    5G網(wǎng)聯(lián)無人機有望破解數(shù)據(jù)鏈之痛

    5G網(wǎng)聯(lián)無人機,就是用5G無線電網(wǎng)絡(luò)基站信號來代替?zhèn)鹘y(tǒng)無人機通信與控制數(shù)據(jù)鏈路,把運營商和無人機行業(yè)聯(lián)系在一起。

    蘇郁說,5G網(wǎng)聯(lián)無人機是中國移動(成都)產(chǎn)業(yè)研究院自己起的名字。在無人機領(lǐng)域,有一句話叫“無人機數(shù)據(jù)鏈之痛”,各個廠家都有自己的數(shù)據(jù)鏈,沒有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的信號,導(dǎo)致無人機的使用成本比較高、飛行距離比較短、部署比較困難。有一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)鏈格式,讓所有的無人機廠家都能使用迫在眉睫。

    中國移動成都研究院率先在業(yè)內(nèi)實現(xiàn)了用5G無線電基站信號來控制飛機的飛行。蘇郁說,只要有5G無線電網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方,在這個區(qū)域內(nèi)無人機就可以自由翱翔。理論上說,在地球上任何一個地方,只要有5G的基站覆蓋,能夠上互聯(lián)網(wǎng),平臺就可以控制飛機的飛行,掌控?zé)o人機。

    中國移動在5G網(wǎng)聯(lián)無人機方面取得了一些成績,下一步,還應(yīng)在三個方面發(fā)力,一是在縮短視頻低時延方面還有改進的空間,指的是從平臺到發(fā)出指令控制飛機飛行。二是進行低空組網(wǎng)研究,5G網(wǎng)聯(lián)靠的是中國移動5G網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)如何優(yōu)化調(diào)整,節(jié)省投資,又能服務(wù)無人機,這是研究的課題。三是目標(biāo)識別與跟蹤,現(xiàn)在業(yè)內(nèi)還不能用一個平臺在后臺看到飛機,通過飛機傳回來的信號,未來實現(xiàn)通過AI自動識別目標(biāo)。

    蘇郁介紹說,明年底前,中國移動將在全國所有的鄉(xiāng)鎮(zhèn)實現(xiàn)5G信號覆蓋,屆時,當(dāng)無人機飛過的時候,用一個靠近它的A基站向它主動發(fā)射電磁波做主動雷達。通過反射到相鄰的B基站做接收,通過相鄰基站確認(rèn)它的目標(biāo)和位置,這也是未來很有意義的課題。

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