無人機(jī)快遞“從天而降”不僅要快更要“穩(wěn)”

陳曦

1三大關(guān)鍵技術(shù)支撐無人機(jī)物流配送

面向高動態(tài)、實(shí)時(shí)、不透明的任務(wù)環(huán)境，無人機(jī)能夠做到感知周邊環(huán)境并規(guī)避障礙物、機(jī)動靈活并容錯(cuò)飛行;按照任務(wù)要求無人機(jī)可以自主規(guī)劃飛行路徑、自主識別目標(biāo)屬性、用自然語言與人交流……

事實(shí)上，要實(shí)現(xiàn)上述操作無人機(jī)離不開三項(xiàng)技術(shù)的支持。“目前無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、無人機(jī)飛行控制導(dǎo)航系統(tǒng)（飛控）、無人機(jī)自主控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)無人機(jī)物流配送最關(guān)鍵的三大技術(shù)?！碧旖蛉A鼎科技有限公司科技飛行技術(shù)部部長畢曄表示。

據(jù)介紹，無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)秋w行器與地面系統(tǒng)聯(lián)系的紐帶，負(fù)責(zé)完成對無人機(jī)的遙控、遙測、跟蹤定位和傳感器傳輸。它是一個(gè)多模式的智能通信系統(tǒng)，能夠感知其工作區(qū)域的電磁環(huán)境特征，并根據(jù)環(huán)境特征和通訊要求，實(shí)時(shí)動態(tài)調(diào)整通信系統(tǒng)工作參數(shù)，達(dá)到可靠通信的目的?！斑@項(xiàng)技術(shù)是滿足未來無人機(jī)組群物流配送的關(guān)鍵支撐。隨著機(jī)載傳感器、定位的精準(zhǔn)程度和執(zhí)行任務(wù)的復(fù)雜程度不斷上升，未來在全天候執(zhí)行任務(wù)中，可能還將出現(xiàn)激光通訊方式?！碑厱险f。

“飛控是無人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場回收等整個(gè)飛行過程的核心系統(tǒng)，相當(dāng)于駕駛員。導(dǎo)航系統(tǒng)向無人機(jī)提供參考坐標(biāo)系的位置、速度、飛行姿態(tài)，引導(dǎo)無人機(jī)按照指定航線飛行，相當(dāng)于有人機(jī)系統(tǒng)中的領(lǐng)航員。”畢曄介紹。

自主控制技術(shù)也是無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，包括態(tài)勢感知技術(shù)、規(guī)劃與協(xié)同技術(shù)、自主決策技術(shù)等方面。這套系統(tǒng)通過各種信息獲取，設(shè)備自主地對任務(wù)環(huán)境進(jìn)行建模，包括對三維環(huán)境特征的提取、態(tài)勢的評估等，從而實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃和協(xié)同控制。畢曄表示，無人機(jī)路徑選擇與重新規(guī)劃能力，是無人機(jī)自主控制系統(tǒng)必須具有的。

2政策、技術(shù)雙瓶頸制約商業(yè)化步伐

在我國，2019年10月，中國民用航空局向迅蟻公司所屬的杭州送吧物流科技有限公司頒發(fā)了《無人機(jī)物流配送經(jīng)營許可》，是國內(nèi)首張城市物流無人機(jī)試運(yùn)行“牌照”，隨后，京東、順豐等研發(fā)的大型固定翼無人機(jī)也投入使用。

天津華鼎科技有限公司總經(jīng)理白子龍介紹，從技術(shù)層面看，無人機(jī)物流配送除了“快”還需要“穩(wěn)”。續(xù)航問題一直是無人機(jī)的痛點(diǎn)所在，而將無人機(jī)運(yùn)用到物流配送領(lǐng)域，續(xù)航能力更是重中之重。動力電池的比能量（單位質(zhì)量/體積的器件可提供的能量）是一個(gè)重要指標(biāo)，每增加一公斤載重，無人機(jī)航時(shí)會成倍縮短。此外，在不同飛行環(huán)境下，不同用途的無人機(jī)對傳感器的配置要求也不同。通過加裝避障功能模塊，整合迫近傳感器與飛控系統(tǒng)，可以避免無人機(jī)墜毀。

在導(dǎo)航方面，目前無人機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)主要分非自主（GPS等）和自主（慣性制導(dǎo)）兩種，但分別有易受干擾和誤差積累增大的缺點(diǎn)，多種導(dǎo)航技術(shù)（慣性+多傳感器+GPS+光電導(dǎo)航系統(tǒng)），采用濾波器運(yùn)行方式將是未來發(fā)展的方向。

“從政策來看，無人機(jī)的應(yīng)用避免不了空域管理的問題。”白子龍認(rèn)為，在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)配送還難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化運(yùn)作。此外，無人機(jī)在空中飛行也需要進(jìn)行交通管理，目前國外在立法上普遍禁止無人機(jī)超視距飛行和在人群上空飛行。因此，無人機(jī)物流配送法律法規(guī)、運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)、管理制度等方面尚需進(jìn)一步探索。

3無接觸配送或成未來發(fā)展趨勢

疫情期間，湖北武漢的快遞企業(yè)用無人機(jī)把醫(yī)療防疫物資成功地降落在武漢金銀潭醫(yī)院，說明無人機(jī)在交通限行、封閉管理等情況下進(jìn)行物流運(yùn)輸有其優(yōu)勢，而且對于避免交叉感染也有獨(dú)特作用。

“無人機(jī)物流配送在疫情防控中大展身手，也令這一行業(yè)吸引了更多資本與人才的關(guān)注，為未來發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)?！卑鬃育埍硎?，無接觸配送或?qū)⒊蔀槲磥戆l(fā)展趨勢。在近日國務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制召開的新聞發(fā)布會上，國家郵政局市場監(jiān)管司副司長邊作棟介紹，無人配送，包括智能快件箱、無人機(jī)、無人車等形式，將成為郵政快遞末端服務(wù)的一個(gè)發(fā)展趨勢之一。

“在合適的情景下使用無人機(jī)配送，效率能提升60%～70%，成本節(jié)約60%以上。從目前實(shí)際情況來看，商業(yè)化批量中距離運(yùn)輸，采用無人機(jī)配送最為高效，原來因?yàn)榫嚯x問題無法空運(yùn)的商品也可以空運(yùn)了?！卑鬃育堈雇磥頍o人機(jī)應(yīng)用時(shí)表示，特色生鮮、醫(yī)療冷鏈的物流業(yè)將因?yàn)闊o人機(jī)的逐漸普及，進(jìn)入到全新的速度等級;地質(zhì)條件相對復(fù)雜的地區(qū)，無論是高山還是海島，甚至難以修路的地方，用無人機(jī)可以完成更多物資運(yùn)輸和補(bǔ)給。未來城市無人機(jī)物流配送會面向B端（組織或企業(yè)）配送一些對時(shí)效性要求較高的高價(jià)值物品。

“5G可以支撐無人機(jī)采集的4K高清視頻等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，飛到哪看到哪，也可使無人機(jī)飛行控制時(shí)延大大縮短，滿足了遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)飛行的性能需求?！睏罱鸩疟硎荆S著未來低空開放，加上5G時(shí)代的到來，這個(gè)行業(yè)會有很大的提升和拓展。無人機(jī)物流配送，是通往下一時(shí)代的入場券，而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人機(jī)業(yè)務(wù)落地的步伐相信會越來越快，新的物流時(shí)代也即將到來。