“敢問路在何方”——飛控未來十年的技術發展
洋洋灑灑幾千字,用10年的積淀回顧了飛控的發展史、如何選擇、技術難點以及解決思路,如果再往后看10年,未來的飛控還會是核心么?技術發展趨勢是什么呢?
硬件SoC化。片上系統(System on Chip, SoC)入侵無人機飛控就是這兩年的事情,高通、Intel、英飛凌、華為海思等紛紛通過投資、收購消費無人機團隊或企業進入這個市場。飛控SoC之所以選擇消費級無人機作為突破口,主要原因是此類無人機數量大,對于SoC帶來的投入產出比更好;另一方面消費級無人機比商用無人機應用環境更理想,對可靠性、平均無故障時間要求更低。而通過股權形式與無人機企業深度結合是因為傳統的芯片廠商只有硬件的能力,需要與無人機企業在軟件方面深度結合和定制開發,這里也足見飛控軟件的難度之大,國際化的大企業也很難搞定。而未來飛控的硬件SoC化不可阻擋,只是在消費之外的領域需要更長時間的市場培養和技術迭代的過程,在解決了上述問題后,SoC將帶來極大的成本降低,更多的飛控企業會更專注于應用層、數據端的技術開發。
軟件模塊化。硬件SoC化后會帶來硬件結構的標準化,為軟件的升級迭代提供了更好的生態,不同開發者之間可以通過標準的底層驅動支持及通信協議分享軟件的代碼。(聽起來有點像現在的開源飛控,YES!)不同傳感器處理程序、不同飛行控制算法、不同任務規劃模塊、不同診斷軟件將被定義為模塊化程序,這些模塊將通過付費或其他形式形成飛控軟件的商業模式,大大降低了新功能開發的難度,將更多的注意力集中在任務層或業務層。
▲系統終端化或將未來影響每一個人
系統終端化。目前的無人機系統應用還是將飛行器視為核心資產,所有的人力、財力、物力都圍繞著飛行器本身轉,預期通過無人機的使用愉悅人們心情或者在生產中創造價值。目前這個階段有點像80年代的人們使用大哥大,當個寶貝一樣但卻沒有發揮其很大的作用;而現在的手機已經終端化,僅僅是遍布全球的終端,人們從終端獲取全球有益信息的同時也在貢獻著自身的價值。未來無人機在各類應用中更像是布撒的一系列終端設備,飛控作為無人機的核心會在終端化過程中扮演重要作用,無論在消費、農業、巡視等各領域,飛控將成為數據終端的核心,大量的飛行狀態、任務數據、載荷狀態會被記錄、回傳、分發,用戶或其他利益相關方會通過付費等商業模式獲取終端的有用信息。
通信網絡化。無人機發展了上百年,絕大多數情況下的通信都是點對點的直接聯系,無論是早期的遙控盒還是航模遙控器、無論是便攜式電腦地面站還是手持終端任務管理器,無非是通過加大功率通過LF(低頻)到HF(高頻)甚至到UHF(特高頻)等波段進行點對點通信。隨著美國GPS戰略,可以通過衛星進行各類無人機等終端的組網,但目前其由于帶寬、成本等問題而無法在商用中廣泛推廣。隨著智能手機增長率的放緩以及無人機終端化的趨勢,移動運營商們也敏銳捕捉到了商機,紛紛推出了面向無人機應用的移動通信解決方案。這類方案目前采用成熟商用2G、3G、4G網絡,通過定義套餐、開發貼片SIM卡組件、天線定制等方式,使無人機作為終端接入商用網絡。雖然還存在網絡不穩定、覆蓋區域不全等因素,但隨著無人機數據價值的增加、移動通信技術的高速發展驅動以及無人機管控壓力的增大,在不久的將來借助運營商的飛控網絡化趨勢不可阻擋。
▲無人機+大數據或將帶來一場全新的產業變革
數據可視化。在大數據時代,沒有人否認原始數據的重要性。無人機+大數據喊了也有一段時間了,但目前受到終端化剛起步、網絡化未完全落地、數據來源少等因素,無人機的大數據時代還沒有真正來臨。無人機數據與其他大數據最大的區別在于行業垂直度深。在不考慮消費娛樂應用的前提下,無人機的應用領域又幾十種,而每一種都有其已有的、較深壁壘的行業模式,各類不同領域的數據融合的可能性不大。在未來無人機發展過程中不應空泛強調大數據的意義,而更應通過飛控的數據搜集能力獲取高頻率的有效信息進行分析,得到能夠給行業帶來價值的“可視化”數據,直接為行業服務。
投稿:一飛智控
作者:齊俊桐
齊俊桐,一飛智控(天津)科技有限公司創始人、CEO,天津大學機器人與自主系統研究所 副所長、教授、博士生導師。現任《Journal of Machinery Manufacturing and Automation》 期刊主編,《Journal of Control Science and Engineering》、《國際航空航天科學》、《無人機》 期刊編委,中國指揮與控制學會無人系統專業委員會委員。主持國家自然科學基金重點項目、 國家 863、973 等項目 40 余項。獲中國專利優秀獎、遼寧省科技進步一等獎、遼寧省自然學術成果一等獎、國家電網科技進步二等獎、天津市 “131” 創新人才、天津濱海新區創新創業領軍人才等獎勵。