“構建低空智慧網絡,讓幸福生活的傳遞多一種選擇!”是豐翼科技的愿景。這個愿景無疑建立在技術之上,為此豐翼科技已進行超9年的潛心研發。
豐翼無人機的作業場景為超低空(<300M)、超視距(>10KM)、超大規模。城市低空環境復雜多變,既有有形的障礙物,也有無形的電磁干擾,這些都會直接影響飛行安全,進而影響到豐翼低空運輸網絡能否提供常態化的服務。
具體來說,豐翼無人機要提供穩健常態的低空運輸服務,除了要具備常規飛行系統能力之外,宏觀來看,還需具備出色的飛行抗干擾和自主感知能力。
飛行抗干擾能力表現為通信系統和導航定位系統在全場景下的高可用性和高魯棒性能力,如GNSS被干擾/遮擋下的安全飛行能力。
自主感知能力既包括低速飛行時的感知避障能力,也包括高速巡航時的檢測與避讓(DAA)能力。
同時為了支撐低空運輸網內并發的大規模飛行作業,還需具備高密度飛行自主調度管控能力。
下面我們一起來解密這些黑科技如何為豐翼低空運輸保駕護航。
01
自主通信網絡
豐翼無人機運輸網覆蓋低空300米以下空間,通信系統是連接低空物流無人機集群與地面運營調度系統的橋梁,實現空中和地面信息實時可靠交互。
大家所熟悉的通信運營商服務主要面向地面,超過一定高度后(通常是120米)就無法提供穩定的通信服務。
豐翼無人機作業場景多樣化,既有城市低空短距飛行,亦有涉山涉水的長距離飛行(>100公里)。為解決全場景通信問題,豐翼自主研發了一套窄帶蜂窩通信系統,完成對300米以下低空、涉山、涉水航線的信號覆蓋,同時配備4G模組,實現窄帶專網+4G雙活鏈路,以實現無人機通信的高可用性和穩定性。
基于地面架設的通信基站,豐翼還推出了GNSS質量監測、電磁干擾監測以及微氣象預報服務,為物流無人機集群作業提供信息情報服務,推進運營管控作業平臺全自主化。
02
多模態多余度組合
導航定位系統
面向多場景運行需求,豐翼科技推出了一套多模態多余度組合導航定位系統,融合了GNSS、IMU、氣壓計、磁力計、視覺、毫米波雷達、激光雷達等傳感器,確保豐翼無人機具備全場景下的低延時、高精度、高連續性和高可用性的組合導航能力。
豐翼多模態多余度組合導航定位系統已累計安全飛行超100萬架次,經受住了高原、山地、海島等全場景作業環境的嚴苛考驗,在多傳感器融合冗余架構、故障診斷與隔離等技術方面具有深厚的積累。
針對城市低空運營中GNSS可能被遮擋、干擾、誘導或遇極端天氣(如地磁暴),導致GNSS定位失效的問題,豐翼科技有針對性地推出了一套完全自主研發的視覺定位系統。該系統具備從無人機起飛、巡航、再到精準降落的全流程、全空間(<300米)的視覺定位能力,有力緩解GNSS定位失效后的飛行風險,確保作業效率。
豐翼當前已發布視覺定位2.0系統,支持自主建圖定位和無圖導航定位。采用豐翼自研的視覺慣性SLAM算法,能夠實現300米低空范圍內準確的視覺定位,不受飛行高度、飛行速度和飛行方式的約束,很好地適應復雜多變的城市環境。
豐翼視覺定位2.0系統還搭載了無人機航線偏離檢測功能,當無人機因為誘導或異常偏離預定航線時,能及時給出告警信號,并支撐無人機進行返航或備降。
豐翼第三代視覺定位系統正在研發過程中,將帶來更為魯棒的導航定位能力。
03
低速感知避障系統
豐翼低速感知避障系統旨在滿足無人機起飛、降落及低速(<8m/s)階段的外部環境感知及決策需求。在低空城市物流配送中,實現近地面的三維環境感知及預測,是實現高安全運行的關鍵保障。
豐翼采用基于數據驅動的端到端模型感知技術,使無人機在起飛和降落階段能自主感知近地面的三維靜態環境和動態障礙物,構建起環境感知、行為預測、軌跡規劃、自主避障或對地選址的自主飛行能力。
典型如物流無人機在作業場地降落發現起降位被占用或者在航線過程中被動迫降時,將通過低速感知避障系統自主計算最佳降落空間軌跡及最佳降落面,實現安全降落。
04
高速巡航DAA系統
豐翼運行規模越來越大,在大灣區構建的網絡密度正不斷攀升,為解決物流無人機機群在高速巡航(>8m/s)階段的碰撞風險,豐翼基于自有無人機的飛行性能和特征,自研了高速巡航檢測與避讓(DAA)1.0系統。
豐翼DAA系統由搭載在無人機上的任務計算機和無線電感知模塊組成,有效感知距離大于10公里。每架作業飛機均可實時感知周邊無人機的位置及飛行軌跡,并基于航跡、任務點、飛行性能等參數實時計算與周邊無人機之間的碰撞風險,對存在碰撞風險的無人機生成安全避讓策略,直到危險解除。
豐翼DAA1.0系統可升級為DAA2.0版本,為低空內其他航空器提供普遍DAA服務,通過建立統一的低空防撞策略來維系低空飛行安全。
05
高密度飛行自主調度系統
豐翼無人機大型作業中心的周邊空域在作業高峰時段異常繁忙復雜,經常出現數十架無人機同時進行起飛和降落的場景。為確保飛行安全,并最大限度地提高場地利用率和飛行效率,豐翼研發了高密度自主調度系統。
該系統基于無人機四維航跡的飛行沖突檢測與解除算法,以及歷史飛行數據強化學習的自動化協調算法,構建基于調度的飛行沖突檢測與解除系列關鍵技術。采用云-邊協同機制,實現從靜態戰略到動態戰術的全周期飛行沖突識別與解除,支撐無人機高密度自主飛行,實現了多主體飛行計劃沖突解除與協調優化。
目前,基于豐翼發布的自主調度1.0系統,單個機長能夠管控超過20架無人機進行全自主飛行作業。自主調度2.0系統也在緊鑼密鼓地研發中,后續版本將在實現更高效、密集的自動化管控的基礎上,增加異常自動化處置功能,進一步提升運行安全性和效率。
豐翼科技是一家無人機研發商,經營范圍包括無人機研發、銷售、租賃及上門維修等,致力于為用戶提供無人機相關服務。
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