环亚国际娱乐
联系电话
新闻中心 News center
联系我们 Contact us
  • 电 话:
  • 手 机:
  • 联 系人:环亚国际娱乐总经理
  • 地 址:www.ag88.com
职业无人机在飞控开放性、安全性、智能化方面的应战与实践www.ag
来源:http://www.wdconstproduct.com 责任编辑:环亚国际娱乐 更新日期:2018-08-13 16:50

  职业无人机在飞控开放性、安全性、智能化方面的应战与实践

  近年来,民用无人机商场反常火爆。其间消费类无人机在曩昔的2016年得到了长足的开展,各家厂商纷繁发布各种尺度和功用的无人机,而人工智能技能的踪影也在消费类无人机上呈现,领头羊DJI现已完结了赢利与商场份额的大丰收。

  比较于消费类无人机商场的如火如荼,百家争鸣,职业用无人机因商场还处于萌发阶段,各种职业需求还有未能规范化、职业布景常识要求高级特色,并未呈现出消费类无人机商场那样的迸发式增加。其间很重要的原因,就是职业无人机在飞控技能上需求有适当高的开放性、安全性、智能化。在军工飞控无法供给高性价比,工业规范的飞控又没有大面积运用的情况下,商场上首要流转的仍是消费类飞控,来满意不断增加的农业、电力等商场的需求。为此,本期硬创公开课,雷锋网邀请了若联科技(RobSense)创始人CEO金洁来为咱们解说职业无人机商场以及对应飞控的开展方向。

  嘉宾介绍

  

金洁,若联科技(RobSense)创始人 、CEO & CTO。

 

  爱尔兰都柏林城市大学博士,曾获剑桥大学NetFPGA规划竞赛榜首名,此前曾参加两个欧盟项目(EcoNET, INPUT)以及法国空客公司、我国航天院的多个项目。在丹麦留学期间曾多次创业,对嵌入式机器人操控、核算机网络有深化的了解。

  以下为金洁的讲演全文实录精编:

  职业无人机开展现状

  无人机从在消费商场迸发、到职业运用进入萌发阶段,阅历了大约三年左右的时刻,咱们来回忆一下无人机在职业运用这块的开展情况。

  咱们先来看一个Gartner的陈述。

  

Gartner每年会抽取一千多项技能去剖析这些技能的走势,从14年开端,Gartner才将无人机技能放到这个陈述中,正儿八经开端剖析这个职业。

 

  在陈述中,咱们能够看到,智能机器人和无人驾驶技能也在其间。无人机的迸发,首要仍是由于其技能模块前期在智能机器人以及主动驾驶技能上的迸发,比方扫地机器人、无人驾驶轿车等,这些设备上面的传感器技能、操控技能、导航技能等开展到必定阶段,再加上智能手机将MEMS传感器、操控芯片的本钱、体积都优化到了必定程度,然后能够布置在小型的无人机上,比方小型航拍和工业运用等等,咱们今日首要来谈工业运用。

  从这张图总结图来看,未来五到十年,无人机才会走到相对老练的方位。从媒体到本钱,人们对这个范畴的等待都是从渐进增加,再到达一个极点,然后渐渐降温,回归到一个理性的情况, 终究渐渐趋向一个老练。

  任何技能都是这样一个开展的进程。

  无人机飞控现状

  全体来说,无人机在职业运用方面有许多的可能性,比方说现在十分火爆的农业植保。

  我国现在大约有两亿亩犁地,当然这个数据不必定精确,可是选用无人机喷洒农药的犁地份额很小,由此看来,这个增加空间十分大。别的物流无人机、电力巡线等职业运用也相同有很大的商场增加空间。依据第三方的一些数据显现,职业运用无人机在未来五年左右的潜力是十分大的,整个规划也会到达近千亿人民币,这些数据不必定十分精准,但也可作为一个参阅。

  而从无人机机体的本钱来看,飞控和通讯占了将近34%,飞控单一项占了20%,归纳上图FAA的数据来看,未来五年飞控将占有整个无人机商场20%左右,有将近200个亿人民币的商场容量,而且这仅仅硬件方面,还不包含效劳。所以整个商场潜力很大,但由于现在归于开展前期,还有许多作业需求做。

  

咱们先看一下农业这块的现状。

 

  在劳动力不断上升的今日,在农业范畴,无人机是一个十分好的代替人力的计划。无人机在整个作业功率和本钱都将会比人力有优势。

  

为了让无人机更高效地去履行植保使命,无人机的飞控体系还需求整合一些其他的技能。比方地势跟从的毫米波雷达、或许激光雷达的一些技能, 来让无人机与作物之间一向坚持一个高度间隔来作业。再比方高精度的RTK的导航技能,拿极飞为例,他们在进行植保操作的时分,会先有技能人员对地步进行测绘,拿到测绘地图之后,经过RTK导航体系能够让无人机精准的对农田作业。

 

  现在来说,人们对无人机植保的需求是远远大于植保无人机的产能和无人机效劳的掩盖面的。

  方才讲的是农业的机械化方面,接下来说说农业无人机的信息化方面。

  从图中看,首要咱们会在田中布置一些无源传感器节点,去搜集一些农田的参数,首要是大气、环境、水 文、土质等各方面的信息,当无人机飞过这个节点的时分,无人机的充电设备会对传感器进行充电,充电的一起又会将储存在传感器节点中的前史数据搜集回来,将这些铢积寸累的数据汇总到数据中心而且进行加工之后,该地步的前史健康情况、作物健康情况都能够图示化,并建立起来,人们就能够具体地了解这块农田的情况了。

  

上述这种办法是有拓展性的,假如说咱们把相同的体系放到铁路的高架上面,经过无人机来搜集这些修建设备的健康情况,整个铁路或桥的一些躲藏危机就能够被提前发现,并及时修补。再比方说无人机3D建模这一块,无人机经过主动飞翔,在所测绘的修建物外围收集足够多的图片之后,将图片导入后台的软件,经过处理烘托之后就能生成3D图画,人们就能得到一个片区的修建物信息。别的一个就是藏得比较深的电网方向,在电网方面的无人机运用技能壁垒仍是挺高的, 它有自己的一些体系的要求,它的职业纵深深度是比较高的。

 

  

比方图中,施工方需求对电网压接部分进行丈量,压接线方面从前呈现过许多事端,这个丈量十分的重要,关于这方面的数据监理方需求实时看到,为了避免施工方做弊,监理方就需求看到丈量的实时相应数据。在丈量中,无人机的效果就是把施工方丈量的数据经过中继回传给监理方,将收集数据的这个点收集出来。

 

  

除了这个之外,电网还有一些十分深度的一些需求。比方风机的巡检,在风力发电厂,巡检人员需求知道叶片有没有破损、干体有没有歪斜、避雷针是否失效等信息,风力发电厂的风机设备都十分的贵重,保护本钱十分高,所以无人机对这类的巡检有天然的优势。

 

  总的来说,商场上有各式各样的需求,每个职业对无人机的需求都在提高,所以他们对飞控也有各种不同的要求。为了满意这些要求,许多无人机公司也在供给不同的无人机计划和飞控。

  这些计划处理办法大约为以下两种:

  榜首种是选用军用无人机的飞控。军用无人机飞控传感器要求方针十分高,运用起来效果也十分好,可是其间也些问题,比方军用无人机的飞控会十分的粗笨,体积十分大,且造价贵重,动辄百万,价格本钱不适合大面积的商用,所以,军用飞控还会有很长的一个军转民的进程。

  第二种就是现在市面上的干流,即用消费类飞控设备在职业运用无人机上。这种办法也会形成一些问题,比方说整个无人机的牢靠性就不能彻底确保,无人机在杂乱恶劣的环境中能否完结使命,对自身飞控的牢靠性要求十分高。别的,职业无人机的需求是多种多样的,面临各式各样的需求消费类飞控的二次开发的接口是否能够满意,也是一个问题。

  

工业无人机的要求很高,首要有三点:

 

  榜首,牢靠性。在职业运用的无人机上,其挂载的设备可能是热成像仪等十分贵重的设备,所以需求十分安稳的飞翔情况,对飞控的牢靠性依靠很大。

  第二,价格。由所以运用生产力东西,价格不能十分高。

  第三,电网等运用需求专业的挂载体系,需求不同的运用才能、不同的数据,所以无人机可定制、可扩展需求十分旺盛,现在很难呈现一款规范的无人机或飞控能处理一切的需求。

  飞控的进化

  多旋翼飞控现现已过了十多年的迭代。

  

从上图看,榜首代操控飞控首要在2005年前后呈现,算法首要运转在相比照较弱的单片机上,能够让飞机起飞和飞稳,可是飘的仍是很凶猛,加之单片机的运算才能和扩展才能都很有限,所以全体较弱。

 

  第二代飞控起始于2012年前后,首要运转在32位单片机上,功能更强,支撑更多的接口,除了让飞机飞翔飞稳意外还能履行一些主动飞航点等简略的使命。

  第三代飞控在2015年前后开端,具有更强的嵌入式核算机以及多传感器数据交融增稳等特色,这一代的智能飞控具有有感知核算和现场运算才能,其间最中心的特色是能将飞翔视觉整合到飞翔核算傍边,能够主动精准着陆等等。

  猜测下一代职业飞控的软硬件架构

  根据前三代的开展,咱们接下来就猜测一下下一代职业飞控的软硬件架构。之所以是猜测,是由于现在还没有一个标杆式的飞控出来。

  咱们先看几个干流厂商的飞控。

  高通

  

高通芯片计划做得十分小,只要信用卡差不多大。

 

  高通芯片把CPU、传感器等现在一切航拍类所需求的零部件都整合到了一块板卡上,在智能化这块做得很不错了,用户拿到之后直接在上面迭代软件算法就能够了。可是在安全性方面高通并没有做太多的冗余机制,首要是由于其面向消费类电子。而开放性这块高通没有办法做更深度的扩展。

  英伟达

  

英伟达在之前也推出过用在无人机上的集成板卡。整个计划和高通迥然不同。首要不同点在,英伟达有大规划的GPU去做一些根据视觉的高精尖的算法,缺陷是功耗十分高。

 

  Intel

  

Intel的飞控相对前两者的特色是加了个FPGA,此前Intel收买了一家名叫AItera的FPGA公司,在这方面有更深化的研讨。别的Intel的飞控在接口定制和算法定制方面有优势,能够扩展更多的接口。

 

  别的,关于Intel值得一提的是,www.ag88.com,其不只供给了飞翔操控核算机,还供给了一个RealSence的视觉体系,让无人机有个全向的视觉感知。

  RobSence

  

咱们RobSence也做了一点作业,在这里介绍一下,跟Intel不同是,Intel的跑飞控和跑核算的是两颗不同的芯片,而咱们把两颗集成到了一个芯片中,从图上看,单芯片内三个处理器中心,榜首个是操控飞翔姿势的CPU1;第二个CPU0体系的效果是,当整个飞翔体系启动的时分,它就会唤醒CPU1,让飞控算法跑起来,一起它还要统筹将其他大数据带宽的传感器接入进来,交融到整个飞控体系里边,做整个大局资源的办理。当咱们发现有些算法呈现核算瓶颈的时分,咱们就能够将这些算法布置到第三块的FPGA里边进行加快,这关于无人机对周边环境进行实时反映是十分重要的。

 

  全体来说,第三代飞控首要做的是三件作业:

  榜首,飞翔操控,这个榜首代就现已做了,第三代能完善更好。迎接“金9” IT行业招聘升温环亚

  第二,使命办理,也就是设置飞翔使命。

  第三,感知预算才能,遇到突发情况是否有应对才能,对障碍物方针进行一些辨认。

  上面四个厂商的四种计划的介绍,再比照之前榜首、第二代的飞控,咱们会发现之前前期的飞控大部分会将飞翔操控放到MCU中去跑,尽管单片机在跑飞控方面现已做得很好了,可是假如想要做一些额定的作业,就会显得绰绰有余。当咱们拆开前期的无人机体系时就会发现,飞控是一个板卡,信号处理会是另一个板卡,接口扩展等等都是分隔的。所以总的来说整个上一代的思路就是将不同的体系布置在不同的处理器上面,形成整个体系十分巨大,导致无人机的体积也变得很大。

  而第三代体系,将不再是一个简略的操控器,更多的是能够将其界说为一个飞翔的核算机,统筹操控、核算、接口和通讯,将一切核算的部分整合在一起。这么做有许多优点,比方在整个开发难度上只需求一个开发环境、板卡会很小很集成等等。

  

假如咱们把它界说为一个核算机的话,那么它就能够完结许多作业,它除了能够完结简略的操控,更重要的是还能够完结核算机视觉处理、深度学习乃至无线电部分做图传、大数据带宽等一系列运用。

 

  根据下一代飞控的软件架构的运用于效劳开发

  根据上述这样一个飞翔核算机,由于它的核算才能更好、接口更丰厚,咱们就能够做许多的开发。比方在这个图中,无人机的整个操控环分为两部分。

  

由于现在MEMS传感器的改写才能和电机的呼应才能来看,从飞翔数据、姿势的解读到回来操控体系再到驱动电机去调整飞翔姿势整个闭环走完,整个频率能到达400hz,假如咱们根据下一代的飞控体系去改善的话,就能够将整个操控周期缩短,比方将频率提高,就能提高无人机的操控功能,而且能运转一些愈加杂乱的算法,让飞机的操控愈加精准以满意职业需求。918.com

 

  别的,关于”飞翔操控核算机“来说,除了要完结飞控的使命之外,还要充任一个核算机的人物,其间就能够做一些算法的加快作业。

  拿咱们现在做的一个作业来举例:咱们将一幅1080P的图画导到导入到终究算法里边,假如说整个进程分红四步走的话,用CPU去算,整个耗时挨近400毫秒,这个时刻关于低速飞翔的无人机是没有什么问题的,可是一旦无人机跋涉速度相比照较快的时分,它要逃避前面的障碍物的话,就需求更快的视觉处理的算法。

  

咱们做的就是要把前三部放到FPGA里去加快,终究一步的剖析算法放到CPU中,整个时刻只用时10毫秒左右,整个功能就提高了一大截,能够协助飞机进行实时的环境感知,并进行决议计划。

 

  方才讲了许多飞翔操控和感知核算的问题,无人机现已不是一个简略的操控器了,更重要的是将其界说为一个核算机,这个时分咱们就能够参阅核算机的开展进程来看待飞控。比方核算机从单体到组网的开展,无人机也会阅历这样一个进程,未来整个飞控会是组网操控器、组网核算机、组网飞控。其实业界和学术界现已做了许多这样的测验,包含15年Intel做了一百多架无人机的编队,咱们能够查一下他们其时的效果。

  

无人机在编队的通讯进程中会遇到许多问题,其间最重要的是通讯子体系的延时和抗干扰才能,由于无人机首要要保证安稳飞翔,假如无人机延时十分凶猛,那么编队进程中飞机之间就很简单发生磕碰。

 

  别的,咱们现在很简单经过一些无线电的设备去学习无人机的2.4G的通讯频段,然后反向截获无人机,就算是军方的无人机也不是百分之百不行截获的。

  也就是说整个通讯方面还有许多问题还要鄙人一代通讯体系中去处理,现在还没有一个关于无人机编队方面的专业网络,假如这个技能被打破,那么无人机的编队会大面积铺开,未来无人机集群用在测绘、搜救方面起到很大效果。

  看这张图,框图下面最两层是体系的硬件和软件,根据这些硬件和软件,开发者能够做许多作业,首要包含两部分,一部分是现场的核算和操控、接入更多传感器之后的方针追寻、障碍物逃避。另一部分是,相关于部分的核算和操控,当无人机有了组网才能之后,它的大局操控和通讯就显得十分重要。

  

无人机商场展望

 

  从技能视点来讲,未来无人机必定会集成更多设备和传感器,这些设备和传感器都经过飞控体系进行收集、存储、预处理。假如这个数据还有大局价值的话,就会被发送到长途,比方说地面站。当数据越来越多,【IPO否决案例分析】上海丽人丽妆:淘宝,即会取得更大的价值,运用到更多的范畴里边。

  由此,咱们把无人机飞控作为很重要的一个物联网端数据进口,无人机作为一个终端,比及商场真实老练的时分,无人机将作为工业范畴的一个生产东西价值将越来越大。

  

 

Copyright © 2013 环亚国际娱乐,www.ag88.com,环亚娱乐平台,环亚国际娱乐 All Rights Reserved 网站地图 ICP备案编号: