干貨│無人機(jī)飛控博導(dǎo)告訴你飛控的來龍去脈及選型

       洋洋灑灑幾千字，用10年的積淀回顧了飛控的發(fā)展史、如何選擇、技術(shù)難點(diǎn)以及解決思路，如果再往后看10年，未來的飛控還會(huì)是核心么？技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是什么呢？

        硬件SoC化。片上系統(tǒng)（System on Chip, SoC）入侵無人機(jī)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(fèi)無人機(jī)團(tuán)隊(duì)或企業(yè)進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)。飛控SoC之所以選擇消費(fèi)級(jí)無人機(jī)作為突破口，主要原因是此類無人機(jī)數(shù)量大，對(duì)于SoC帶來的投入產(chǎn)出比更好；另一方面消費(fèi)級(jí)無人機(jī)比商用無人機(jī)應(yīng)用環(huán)境更理想，對(duì)可靠性、平均無故障時(shí)間要求更低。而通過股權(quán)形式與無人機(jī)企業(yè)深度結(jié)合是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的芯片廠商只有硬件的能力，需要與無人機(jī)企業(yè)在軟件方面深度結(jié)合和定制開發(fā)，這里也足見飛控軟件的難度之大，國際化的大企業(yè)也很難搞定。而未來飛控的硬件SoC化不可阻擋，只是在消費(fèi)之外的領(lǐng)域需要更長時(shí)間的市場(chǎng)培養(yǎng)和技術(shù)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(yè)會(huì)更專注于應(yīng)用層、數(shù)據(jù)端的技術(shù)開發(fā)。

         軟件模塊化。硬件SoC化后會(huì)帶來硬件結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，為軟件的升級(jí)迭代提供了更好的生態(tài)，不同開發(fā)者之間可以通過標(biāo)準(zhǔn)的底層驅(qū)動(dòng)支持及通信協(xié)議分享軟件的代碼。（聽起來有點(diǎn)像現(xiàn)在的開源飛控，YES?。?strong>不同傳感器處理程序、不同飛行控制算法、不同任務(wù)規(guī)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(fèi)或其他形式形成飛控軟件的商業(yè)模式，大大降低了新功能開發(fā)的難度，將更多的注意力集中在任務(wù)層或業(yè)務(wù)層。


        系統(tǒng)終端化。目前的無人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用還是將飛行器視為核心資產(chǎn)，所有的人力、財(cái)力、物力都圍繞著飛行器本身轉(zhuǎn)，預(yù)期通過無人機(jī)的使用愉悅?cè)藗冃那榛蛘咴谏a(chǎn)中創(chuàng)造價(jià)值。目前這個(gè)階段有點(diǎn)像80年代的人們使用大哥大，當(dāng)個(gè)寶貝一樣但卻沒有發(fā)揮其很大的作用；而現(xiàn)在的手機(jī)已經(jīng)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(shí)也在貢獻(xiàn)著自身的價(jià)值。未來無人機(jī)在各類應(yīng)用中更像是布撒的一系列終端設(shè)備，飛控作為無人機(jī)的核心會(huì)在終端化過程中扮演重要作用，無論在消費(fèi)、農(nóng)業(yè)、巡視等各領(lǐng)域，飛控將成為數(shù)據(jù)終端的核心，大量的飛行狀態(tài)、任務(wù)數(shù)據(jù)、載荷狀態(tài)會(huì)被記錄、回傳、分發(fā)，用戶或其他利益相關(guān)方會(huì)通過付費(fèi)等商業(yè)模式獲取終端的有用信息。

        通信網(wǎng)絡(luò)化。無人機(jī)發(fā)展了上百年，絕大多數(shù)情況下的通信都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接聯(lián)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(wù)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(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。隨著美國GPS戰(zhàn)略，可以通過衛(wèi)星進(jìn)行各類無人機(jī)等終端的組網(wǎng)，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(jī)增長率的放緩以及無人機(jī)終端化的趨勢(shì)，移動(dòng)運(yùn)營商們也敏銳捕捉到了商機(jī)，紛紛推出了面向無人機(jī)應(yīng)用的移動(dòng)通信解決方案。這類方案目前采用成熟商用2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)，通過定義套餐、開發(fā)貼片SIM卡組件、天線定制等方式，使無人機(jī)作為終端接入商用網(wǎng)絡(luò)。雖然還存在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、覆蓋區(qū)域不全等因素，但隨著無人機(jī)數(shù)據(jù)價(jià)值的增加、移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展驅(qū)動(dòng)以及無人機(jī)管控壓力的增大，在不久的將來借助運(yùn)營商的飛控網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)不可阻擋。


        數(shù)據(jù)可視化。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，沒有人否認(rèn)原始數(shù)據(jù)的重要性。無人機(jī)+大數(shù)據(jù)喊了也有一段時(shí)間了，但目前受到終端化剛起步、網(wǎng)絡(luò)化未完全落地、數(shù)據(jù)來源少等因素，無人機(jī)的大數(shù)據(jù)時(shí)代還沒有真正來臨。無人機(jī)數(shù)據(jù)與其他大數(shù)據(jù)最大的區(qū)別在于行業(yè)垂直度深。在不考慮消費(fèi)娛樂應(yīng)用的前提下，無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域又幾十種，而每一種都有其已有的、較深壁壘的行業(yè)模式，各類不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)融合的可能性不大。在未來無人機(jī)發(fā)展過程中不應(yīng)空泛強(qiáng)調(diào)大數(shù)據(jù)的意義，而更應(yīng)通過飛控的數(shù)據(jù)搜集能力獲取高頻率的有效信息進(jìn)行分析，得到能夠給行業(yè)帶來價(jià)值的“可視化”數(shù)據(jù)，直接為行業(yè)服務(wù)。

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(chuàng)始人、CEO，天津大學(xué)機(jī)器人與自主系統(tǒng)研究所 副所長、教授、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)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(xué)》、《無人機(jī)》 期刊編委，中國指揮與控制學(xué)會(huì)無人系統(tǒng)專業(yè)委員會(huì)委員。主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、 國家 863、973 等項(xiàng)目 40 余項(xiàng)。獲中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)、遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、遼寧省自然學(xué)術(shù)成果一等獎(jiǎng)、國家電網(wǎng)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、天津市 “131” 創(chuàng)新人才、天津?yàn)I海新區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才等獎(jiǎng)勵(lì)。