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武警警種學(xué)院交通系主任譚翔
譚翔:今天我講的題目叫“無人機遙感應(yīng)急偵測”,這是苦命人的題目,自從做了無人機偵測,五年以來一直風(fēng)餐露宿。
講一個方面。先講應(yīng)急偵測的內(nèi)涵是什么?
應(yīng)急在中文叫“應(yīng)對突然發(fā)生需要緊急處理的事件”,這個它比較有歧義,突然中了500萬算不算突然發(fā)生應(yīng)急事件,老婆突然打電話叫回家算不算應(yīng)急事件處理。
這里反映出公共安全應(yīng)急事件,如果不進(jìn)行快速反映和處理,會帶來很大的成本,對公共安全領(lǐng)域是很大的危害,應(yīng)急有很強的時間強迫性,不是可以有序推演的工作。
應(yīng)急它有Surveillance和Mapping的意思。
總結(jié)一下應(yīng)急偵測類UAS的主要特點。
1第一功能需求高。
2第二時效性高。
剛才我講了是一種非常緊急的偵測情況,總結(jié)了“五大速度”。
1第一是投送速度
發(fā)生任何應(yīng)急處理時,時間是第一位的。救援有72小時黃金期,如果72小時以后再去進(jìn)行偵測,不叫應(yīng)急偵測,叫災(zāi)后重建,如果地震的話是這個領(lǐng)域。既然無人機要快速到達(dá)怎么到?第一是自己飛過去,對航行、航時、動力對飛機有很大的要求。另外,大區(qū)域飛空域的問題是無法解決的。我想快速投送應(yīng)用航空的話,對無人機本身的尺寸、電池的容量本身提出需求。
2第二個速度叫“展開速度”
最早是北師大教授提的,無人機到了以后多久可以展開,前后兩個小時左右不能很好地偵測,下來可見光非常差。這里要求無人機包括很多地方做得很好,無工具拆裝,載荷用微波,晚上用紅外,自由切換,白天用能見度低一點的。如果不能融合更換。
再一個航線規(guī)劃,對于復(fù)雜區(qū)域這點非常好,用傳統(tǒng)規(guī)劃,飛過一個山谷海拔比較大的情況下,航線長度要變化,航線高度要變化,這樣用傳統(tǒng)老的航線,時間非常長,調(diào)一調(diào)航線,如果再高一點又下雨了,這個很重要。
還有系統(tǒng)自檢,經(jīng)常飛到飛機摔了不知道什么原因,進(jìn)行系統(tǒng)自檢很重要。像汽車4S店一樣,現(xiàn)在好一點汽車一插卡就進(jìn)行全系統(tǒng)檢測。很大程度上對操作人員的專業(yè)需求降到最低,為大眾普及提供一種可能性。
起飛方式。在前期起飛時,找了比較平的地方,速度沒有起來時,平原十米左右爬升,在高原二十米飛機速度沒有提升,有非常小的緩落。在高原沿著公路走,這個緩坡足以對飛機造成致命上海,飛機還沒有拉起來,尾舵打有一個偏力。這是展開速度的問題。
3第三個速度是偵測速度
我們講續(xù)航時間,越長越好不一定。一架飛機,如果有犯人跑了,發(fā)生大的污染物泄露,飛機飛出去5、6個小時之后飛回沒有意義,結(jié)合任務(wù)合理續(xù)航時間很重要。這里提到能源的問題,我們希望越長越好,可以不用它,續(xù)航時間的概念,非常大地牽扯到電改革核心的問題。
偵測速度里牽扯到有效作業(yè)的問題。航向上是50%-60%,航向50%-80%的重疊率。不用自動的航天規(guī)劃,得用人為干預(yù),這個東西能不能既可以干預(yù),又可以綜合作業(yè)能力的方式可以思考一下。
4還有機上處理能力
要么通過實時衛(wèi)星,易遮擋回不來,回來以后非常麻煩。一定程度上機上處理能力也很重要,再一個是降落方式,再一個是能耗這塊。當(dāng)使用云臺,載荷加載在云臺上,載荷能力迅速下降15%-20%,這是偵測速度的問題。
5處理數(shù)據(jù)
當(dāng)偵測回來以后,很關(guān)鍵的是處理數(shù)據(jù)。用目前國內(nèi)數(shù)據(jù)處理的軟件,比較常用的似乎不會達(dá)到我們想要的結(jié)果。數(shù)據(jù)量例如攝影用五鏡頭、兩鏡頭還是三鏡頭,一個鏡頭也可以做,這是選擇的問題。還有軟件的算法,同樣軍方的巡航導(dǎo)彈,國內(nèi)的是幾十兆的計算量,俄羅斯是幾十K,這種算法是顛覆性的。還有軟件的兼容性,一般講數(shù)據(jù)處理,出來是SM、DOM數(shù)據(jù)一系列出來,出來以后干什么?對行業(yè)需要深化,往往需要從一種格式轉(zhuǎn)成另外一種格式,才可以導(dǎo)出去。如果想標(biāo)繪,可以導(dǎo)到另外一個標(biāo)繪軟件,軟件的兼容性,匯總的評估能力。一個飛機在廣場上拍一張照片,廣場上有多少人聚集,這是屬于遙感提取的范圍,匯總和評估能力,是遙感測繪數(shù)據(jù)處理行業(yè)的延伸。往往因為受眾非常特殊非常窄,又缺乏大眾的需求,在這些領(lǐng)域沒有走到很好的應(yīng)用這一塊,這是處理速度。
6最后是傳輸速度
所有東西弄完以后,大的災(zāi)害導(dǎo)致現(xiàn)場所有的系統(tǒng),3G、4G什么都沒有,這時怎么傳回去,成果格式、加密形式、傳輸方式,所有這些加起來構(gòu)成一個結(jié)果,時間的消耗。這個時候能不能反映緊急情況。
3第三是精度高
在精度需求是越來越高,但不是無限制追求毫米級的精度,有一些地方米級精度就可以,如果偏要進(jìn)入毫米級,邊界線長出一倍是沒有必要,逐漸走向精度越來越高,逐漸走向定量化,科學(xué)決策的前提是定量化。
應(yīng)急偵測類無人機與普通無人機的主要區(qū)別。
1使用環(huán)境
普通專業(yè)無人機主要用于電力巡線、植保噴灑、環(huán)保安監(jiān)和娛樂航拍等,環(huán)境相對寬松固定。
應(yīng)急偵測類無人機,要應(yīng)對很多惡劣的環(huán)境。
1第一它的高可靠性
是不是越貴越好,不一定,要符合機體的需求。對作業(yè)需求,剛才廖所長做報告時講到,不意味著科技含量的下降。
2第二是機體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
不同的作業(yè)環(huán)境,在城市密集區(qū),在叢林里匹配,不可以用快速飛行。再一個是主要部件的可靠性,這是韓國無人機的飛行過程,飛行過程中間電機掉下來摔掉了,這是應(yīng)急處理是不能接受的。
它的壽命,剛才講動力希望越來越好,燃料電池充滿以后。回過頭來,能源解決了,就會對整個系統(tǒng)關(guān)鍵部件提出更高要求。與之對應(yīng)的規(guī)范,都是一個反推式的壽命。還有抗風(fēng)、抗雨、抗低溫,環(huán)境抗性要非常好。一般情況下希望有效作業(yè)時間,在不同環(huán)境,在一個小時能做很多事情。
當(dāng)自旋翼,它整體平衡性壞了,如果六旋翼,有一個不動是可以迫降的。
3還有一個容易導(dǎo)航
還有剛才做的姿態(tài)導(dǎo)航。導(dǎo)航很重要,礦產(chǎn)豐富的區(qū)域,有些區(qū)域遮擋衛(wèi)星找不全,如果是緊急情況下,北斗如果給你進(jìn)行弱化,這種導(dǎo)航很重要。
抗干擾性和電磁兼容性很重要,提出綜合驗證的問題。無人機系統(tǒng)出廠時,每一部分有檢查驗收標(biāo)準(zhǔn),但總體綜合驗收沒有,電磁干擾類似這些,滯空時間。
大家可能體會不是很深,這次我在昆侖山全是山脈,往山上爬。到山溝里,翻過山頭就看不見,電磁波波強大過障礙物才能繞過去。如果可以帶一個多旋翼的話上升兩百米,它的覆蓋區(qū)域會非常大。
2高安全性。
這個我想越來越多的領(lǐng)域開始提到這個問題,無人機或者有人機降落,無人機飛到中央領(lǐng)導(dǎo)人的設(shè)備附近,無人機掉到白宮草地上這些。如果哪一天國家權(quán)威部門甚至國家權(quán)力部門的飛機被劫持了,我們可以預(yù)見的是,在未來無人機將成為新的低成本的便于駕馭的一個手段。關(guān)于這些方面,無人機專署性很重要,我們企業(yè)開始做了。
遙控鏈路的加密,伊朗一個國家把美國最先進(jìn)的飛機,終點坐標(biāo)它自己導(dǎo)航。圖傳鏈路加密,大家的東西傳回來,做技術(shù)處理邊上的人也可以收到。如果進(jìn)行反恐偵查,恐怖分子也收到就出問題了,鏈路的加密,信息的加密,用哪種加密算法,現(xiàn)在大部分用國外加密算法。有信息自毀能力,黑匣子功能,衍生事故規(guī)避能力。如果無人機掉下來把車砸壞是新的交通事故,如果群體爆恐事件,無人機掉下來把群眾的頭砸爛了,這是值得思考的問題,靠怎么規(guī)劃預(yù)測。
3高智能化
自主起降,有一位著名的企業(yè)家說過一句話,依賴人的一定出問題,當(dāng)把人的因素去掉,是裝備的問題,自主起降的方式越來越重要。帶彈射架,飛機越重彈射架越重,最終無人機發(fā)展是無人化,精確的起降方式。海洋巡邏,還有機器落在船上,物流投送落在屋頂上諸有此類。
智能識別性。有人機和無人機,無人機屬性識別沒有實現(xiàn),敏感區(qū)的識別。
障礙物的智能規(guī)避,智能障礙的監(jiān)控,量測、自主飛行都是重要的方面。