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专家学者把脉无人机产业发展

2020-10-29 11:26:48 admin 1

2020全球无人机应用及防控大会10月13日-15日在经开区举办,在大会主题报告环节,国家农业信息化工程技术研究中心主任、首席科学家、中国工程院院士赵春江,中国航天空气动力技术研究院研究员石文,中国移动(成都)产业研究院副院长苏郁相继发言,就无人机产业的发展做了精彩演讲,本报撷取部分内容,希望为经开区无人机产业发展提供参考和借鉴。

无人机让航空植保作业水平更高
 
作为农业大国,我国农业领域应用航空技术的需求很大,无人机的出现对航空植保提供了很好的技术支持。相对其他国家来说,我国的航空植保从组织体系、政策制度到药剂研发、落地应用,都还有很大的进步空间。赵春江认为,未来会形成标准化、系列化的操作流程,让航空植保作业更加规范、高水平。
 
我国专业化无人机航空植保服务从2008年到2015年属于萌芽发展阶段。2016年至今属于高速发展阶段,2016年我国无人机量已经超过了日本,2019年达到了5.5万架,作业面积达到5亿亩,2020年预计将突破10亿亩。实际上,植保无人机产业发展带来了相关产业的发展,像大疆、极飞等无人机企业发展速度非常快。
 
赵春江说,因为专业化服务组织越来越多,无人机植保作业对象也逐渐细化,开始市场细分,比如,有的专门给小麦作业,有的专门给水稻作业,这是市场逐渐成熟的表现。
 
此外,无人机施药技术逐渐趋向精准化和智能化,与基于大数据的图像识别分析方法结合在一起,能判断什么病、什么虫、病虫害的分布情况,可以决定施药量的多少,使得植保过程更加精准化。赵春江认为,无人机植保体系化、产业化的发展应在政策方面有倾斜,当前,在标准、监管、备案等方面程序复杂,迫切期待出台相适应的政策措施,推动行业良性发展。
 
未来,我国农业航空怎么发展?赵春江说,应该是有人机跟无人机互补共存,有人机更加智能化、自主化,无人机则在载荷、续航能力、可靠性等方面进一步提升。另外,随着人工智能技术快速发展,将来针对无人机群航空植保作业,应该探索更多的应用场景。比如说,让多架无人机同时起飞,进行很好的控制和管理,将会大大提高作业效率。此外,像5G通讯、人工智能技术等,在应用领域也把无人机航空植保提升到新的高度。

太阳能无人机执行通信中继极具潜力
 
太阳能无人机是以太阳能作为唯一能源的电动无人飞行器,它白天利用太阳能进行爬升和工作,一部分能源用于飞行,一部分能源要储存在电池里用于夜间飞行,实现一个昼夜循环。这样的飞行器理论上具有无限航时,我们认为它是一个革命性的新型航空器。
 
该飞行器有几个特点,一是飞行高度高,一般情况下设计比较好的太阳能无人机,可以飞到20-30公里高度。二是留空时间长,目前新型的太阳能无人机理论上持续飞行时间可以达到一个月,甚至更长的时间。三是可以实现区域持久驻留,因为它的飞行速度比较慢,一般情况下在低空10米每秒左右,到了2万米左右的高度,时速约100公里,它可以以这个速度在目标区上空持续盘旋,实现一个驻留型的作业任务。四是有相对比较强的区域机动能力。
 
在石文看来,太阳能无人机是航空航天的中和,过去很多年,航空气动升阻问题、结构重量问题、推进系统效率问题、飞行控制问题都在航空口,但是航天口很多像超可靠性的设计,将来太阳能无人机要飞几个月、几年的时候,它的运维模式跟卫星接近,又面临着热管理环境控制问题,以及卫星上用得比较多的太阳能电池、储能电池等高效率使用问题。
 
太阳能无人机的应用模式比较常见的是区域宽带接入,还有通信中继、广域探测和区域增强等等。区域宽带接入就是无人机在沙漠、海岛、丛林等人烟相对稀少的地区,它通过高空太阳能无人机,能够实现有效的大面积、大范围的互联网接入。二是通信中继,太阳能无人机是远程机与站之间语音和数据中继,可以作为卫星通信中继。三是广域探测,光学、雷达对静止目标和动目标等等检测成像等等。四是导航增强,包括像太阳能无人机作为空中移动基站,对北斗卫星等实现一个修正,来提高它的精度。
 
石文认为,太阳能无人机已经具有持久驻空能力,从长远来看,作为持久的留空平台,太阳能无人机执行侦查监视、通信中继等任务极具潜力。而且通过平台技术攻关,实现数十至数百公斤的载荷高空持久驻留任务是可以实现的。随着技术水平的提升,平台逐步改进,太阳能无人机留空能力也将得到改善,且它的任务维度可以拓宽,载荷能力有望进一步提升。

5G网联无人机有望破解数据链之痛
 
5G网联无人机,就是用5G无线电网络基站信号来代替传统无人机通信与控制数据链路,把运营商和无人机行业联系在一起。
 
苏郁说,5G网联无人机是中国移动(成都)产业研究院自己起的名字。在无人机领域,有一句话叫“无人机数据链之痛”,各个厂家都有自己的数据链,没有标准统一的信号,导致无人机的使用成本比较高、飞行距离比较短、部署比较困难。有一个标准的数据链格式,让所有的无人机厂家都能使用迫在眉睫。
 
中国移动成都研究院率先在业内实现了用5G无线电基站信号来控制飞机的飞行。苏郁说,只要有5G无线电网络覆盖的地方,在这个区域内无人机就可以自由翱翔。理论上说,在地球上任何一个地方,只要有5G的基站覆盖,能够上互联网,平台就可以控制飞机的飞行,掌控无人机。
 
中国移动在5G网联无人机方面取得了一些成绩,下一步,还应在三个方面发力,一是在缩短视频低时延方面还有改进的空间,指的是从平台到发出指令控制飞机飞行。二是进行低空组网研究,5G网联靠的是中国移动5G网络,网络如何优化调整,节省投资,又能服务无人机,这是研究的课题。三是目标识别与跟踪,现在业内还不能用一个平台在后台看到飞机,通过飞机传回来的信号,未来实现通过AI自动识别目标。
 
苏郁介绍说,明年底前,中国移动将在全国所有的乡镇实现5G信号覆盖,届时,当无人机飞过的时候,用一个靠近它的A基站向它主动发射电磁波做主动雷达。通过反射到相邻的B基站做接收,通过相邻基站确认它的目标和位置,这也是未来很有意义的课题。

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