作為無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上重要的一環(huán)，無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)(簡稱飛控)的重要性不言而喻，也因此被稱為無人機(jī)的“大腦”，既要從各種類型的傳感器采集數(shù)據(jù)，又要做分析計(jì)算，不僅要給地面站發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還要控制飛機(jī)姿態(tài)，其中涉及多個(gè)算法的研究，所以飛控的研發(fā)門檻較高，需要長時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累。
在我國，民用無人機(jī)因消費(fèi)級(jí)市場的持續(xù)火熱受到廣泛關(guān)注，但由于工業(yè)級(jí)飛控的開發(fā)能力較弱，以至于很多無人機(jī)制造商在轉(zhuǎn)向行業(yè)應(yīng)用時(shí)顯得力不從心。近來，無人機(jī)在植保領(lǐng)域的應(yīng)用廣受關(guān)注，植保無人機(jī)相比傳統(tǒng)作業(yè)方式以其超高的作業(yè)效率，安全的作業(yè)環(huán)境等種種優(yōu)勢(shì)，獲得農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一致好評(píng)，但是植保作業(yè)場景遠(yuǎn)比消費(fèi)級(jí)航拍環(huán)境復(fù)雜，無人機(jī)表現(xiàn)力總是令人不甚滿意。日本的機(jī)器人技術(shù)在全球都處于領(lǐng)先地位，也是全球最早使用無人機(jī)進(jìn)行植保作業(yè)的國家，以雅馬哈為代表的的日本無人機(jī)企業(yè)多年來名聲赫赫。近日，宇辰網(wǎng)接觸了一家有“日本血統(tǒng)”的飛控企業(yè)，其團(tuán)隊(duì)成員絕大多數(shù)有日本留學(xué)背景。
師從“日本無人機(jī)第一人”的技術(shù)帶頭人
這家無人機(jī)飛控企業(yè)就是南京傲翼飛控智能科技有限公司（以下簡稱“傲翼飛控”），公司法人王偉教授是日本無人機(jī)領(lǐng)域知名專家，也是公司的技術(shù)帶頭人。王偉2010年應(yīng)南京信息工程大學(xué)邀請(qǐng)，回國任教，2012年入選“321領(lǐng)軍型科技創(chuàng)業(yè)人才計(jì)劃”，更是于2015年擔(dān)任中科院智能機(jī)器人研發(fā)中心主任，以推動(dòng)國內(nèi)無人機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)研究為己任。
團(tuán)隊(duì)帶頭人王偉/圖 來源傲翼飛控
王偉早年留學(xué)日本，師從“日本無人機(jī)第一人”野波健藏教授。野波健藏教授是世界著名的機(jī)械控制和機(jī)器人學(xué)專家，原日本千葉大學(xué)副校長。同時(shí)，野波健藏教授還是日本多旋翼無人機(jī)協(xié)會(huì)主席、日本自動(dòng)控制系統(tǒng)研究所所長，主要從事機(jī)器人及自動(dòng)化控制的研究工作，特別是對(duì)機(jī)器人智能化方面進(jìn)行了廣泛和深入的研究。王偉留學(xué)千葉大學(xué)期間，在野波健藏教授門下攻讀博士學(xué)位，并協(xié)助其成立了自動(dòng)控制系統(tǒng)研究室，參與了多個(gè)無人機(jī)控制系統(tǒng)項(xiàng)目的研發(fā)工作。
2013年，王偉和野波健藏接受日本政府的邀請(qǐng)，參與到日本福島核電站無人機(jī)內(nèi)部調(diào)查國家重大項(xiàng)目，并擔(dān)任控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)小組主要負(fù)責(zé)人。由于核電站爆炸后的惡劣環(huán)境，人員無法進(jìn)入現(xiàn)場，日本政府希望通過無人機(jī)收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而推進(jìn)反應(yīng)堆報(bào)廢工作。小組成員合作研發(fā)出了無GPS環(huán)境下全自主飛行無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜未知環(huán)境下的無人機(jī)全自主勘探工作?；赟LAM的激光雷達(dá)系統(tǒng)可以保證無人機(jī)即便是在光線暗淡的環(huán)境下，也可實(shí)時(shí)自我定位并完成地圖構(gòu)建。小組研發(fā)的無人機(jī)成功的獲取了寶貴的事故現(xiàn)場信息，無人機(jī)在這種惡劣環(huán)境中成功完成任務(wù)在世界上尚屬首次。
針對(duì)目前由于行業(yè)快速發(fā)展產(chǎn)生的混亂現(xiàn)狀。王偉認(rèn)為，飛控核心技術(shù)是關(guān)鍵。“目前無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并不健康，較為混亂。主要表現(xiàn)為產(chǎn)品質(zhì)量參次不齊，問題頻出，一些企業(yè)夸大宣傳也敗壞了無人機(jī)行業(yè)的口碑。”
自2003年起，王偉從事無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)研究工作已十四年，通過十四年與全球頂尖的學(xué)術(shù)和科研單位深度合作，積累了深厚的學(xué)術(shù)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)無人機(jī)技術(shù)現(xiàn)況和未來發(fā)展洞若觀火。
王偉團(tuán)隊(duì)早年研發(fā)的多旋翼小型無人機(jī)，采用嵌入式控制技術(shù)，搭載IMU、GPS及氣壓計(jì)等傳感器，利用自行研發(fā)的飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主飛行，具備自主故障檢測(cè)及相應(yīng)安全控制功能；可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)周邊環(huán)境認(rèn)識(shí)及自我定位，可以實(shí)施軌跡規(guī)劃，自主著陸。
集結(jié)中日兩地研發(fā)團(tuán)隊(duì)
飛行控制系統(tǒng)是軟硬件結(jié)合的高新產(chǎn)品，研發(fā)人員的素質(zhì)不言自明。目前從頂尖的航空大學(xué)出來的控制、自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生，早早就被各路企業(yè)盯上了，無人機(jī)控制系統(tǒng)的人才可謂難求。
在這種情況下，傲翼飛控卻網(wǎng)羅了一批高素質(zhì)的飛控研發(fā)人才，傲翼飛控的團(tuán)隊(duì)分為國內(nèi)團(tuán)隊(duì)和日本團(tuán)隊(duì)，日本核心團(tuán)隊(duì)出自日本千葉大學(xué)野波實(shí)驗(yàn)室小型無人機(jī)科研團(tuán)隊(duì)。早在2003年，王偉作為核心成員之一參與了該實(shí)驗(yàn)小組的團(tuán)隊(duì)組建工作。在后期團(tuán)隊(duì)建設(shè)過程中，又培養(yǎng)了多批無人機(jī)控制領(lǐng)域的專業(yè)人才。目前日本的科研團(tuán)隊(duì)由13名博士，20余名碩士組成。
國內(nèi)核心團(tuán)隊(duì)成立于 2010 年，主要成員為王偉教授帶隊(duì)的研究生和科研助手。30人的團(tuán)隊(duì)中，其中2名博士，近20名碩士生，專門從事無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)工作，并為客戶提供全套無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用解決方案。
團(tuán)隊(duì)合影/圖 來源傲翼飛控
經(jīng)過十余年的發(fā)展，團(tuán)隊(duì)在各類項(xiàng)目中取得不俗成績。2004年，王偉教授所在的日本團(tuán)隊(duì)與精工愛普生公司合作，成功開發(fā)出了世界最輕的 微型飛行機(jī)器人原型--FR-Ⅱ，該機(jī)器人重量僅為12.3克，可以通過藍(lán)牙進(jìn)行遙控，并能夠在計(jì)算機(jī)設(shè)定的飛行線路上進(jìn)行獨(dú)立飛行。該技術(shù)的成熟，為后期消費(fèi)級(jí)市場航拍無人機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2006年，王偉教授帶領(lǐng)日本團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了微小型四旋翼無人機(jī)。該款無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)垂直起降，自由懸停；2008 年，王偉教授帶領(lǐng)日本團(tuán)隊(duì)與 Hirobo 公司合作研發(fā)了小型六旋翼無人機(jī)?？刂葡到y(tǒng)里加入容錯(cuò)控制處理程序，當(dāng)一只旋翼損壞時(shí)，無人機(jī)也可正常飛行，提高了飛行穩(wěn)定性和安全性；2009 年，王偉教授帶領(lǐng)日本團(tuán)隊(duì)與 GhCraft 公司合作研發(fā)小型可傾轉(zhuǎn)翼無人機(jī)。傾轉(zhuǎn)定翼無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)垂直起降、空中懸停，還可以高速巡航飛行，該款無人機(jī)采用 GPS 和 MEMS 慣性組合定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高精度定位。
自主研發(fā)的植保無人機(jī)正在作業(yè)/圖 來源傲翼飛控
目前，團(tuán)隊(duì)在無人機(jī)和無人車等領(lǐng)域的研究取得了突破性進(jìn)展，自主研制的多旋翼無人機(jī)成功應(yīng)用于電力巡檢、橋梁檢測(cè)、農(nóng)業(yè)植保、航拍攝影、災(zāi)情勘探等多個(gè)領(lǐng)域。
瞄準(zhǔn)植保市場，產(chǎn)品深度定制
對(duì)于工業(yè)級(jí)無人機(jī)來說，使用通用飛控未嘗不可。但由于工業(yè)級(jí)無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域各有側(cè)重，比如電力巡線可能對(duì)續(xù)航時(shí)間、圖傳距離要求較高，物流無人機(jī)對(duì)載荷重量、地圖分析能力要求更高。通用飛控不一定能根據(jù)行業(yè)的需求進(jìn)行深度定制，所以目前工業(yè)飛控也分為不同的應(yīng)用。
傲翼飛控經(jīng)過理性分析，在充分調(diào)研國內(nèi)無人機(jī)應(yīng)用后，定位于技術(shù)門檻更高的行業(yè)級(jí)應(yīng)用，瞄準(zhǔn)了植保市場的最有競爭力的部分。
植保多旋翼無人機(jī)飛控/圖 來源傲翼飛控
此前，植保無人機(jī)廠商主要采購大疆的飛控。而該飛控主要起源于消費(fèi)機(jī)，性能上難以滿足植保機(jī)的需求。另外，大疆生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品往往不能考慮到小廠商的個(gè)性化需求，定制化程度不高。對(duì)整機(jī)廠商來說，更大的問題是，大疆在推出自己的植保機(jī)后計(jì)劃停止對(duì)外出售飛行控制器，諸多植保無人機(jī)廠商可能面臨“無控可用”的尷尬 。
從2014年開始，傲翼飛控聚焦農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)領(lǐng)域，以多年的底層科研積累，結(jié)合大量應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐，推出了具有自主起降、智能飛行軌跡規(guī)劃、自主返航、斷點(diǎn)續(xù)噴、智能流量控制等多個(gè)實(shí)用功能的專用產(chǎn)品。如針對(duì)無人機(jī)速度快慢自動(dòng)控制噴灑流量的設(shè)計(jì)，可以將農(nóng)藥使用量從傳統(tǒng)的15kg/畝降低到0.5kg/畝，大幅節(jié)約了農(nóng)藥的使用量。
據(jù)了解，傲翼飛控將于3月4日在南京召開新品發(fā)布會(huì)，屆時(shí)會(huì)有什么新品推出，我們拭目以待。
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