丰翼低空运输网络中的那些黑科技

百科 2024-08-20 13:50 北京

“构建低空智慧网络，让幸福生活的传递多一种选择！”是丰翼科技的愿景。这个愿景无疑建立在技术之上，为此丰翼科技已进行超9年的潜心研发。

丰翼无人机的作业场景为超低空（<300M）、超视距（>10KM）、超大规模。城市低空环境复杂多变，既有有形的障碍物，也有无形的电磁干扰，这些都会直接影响飞行安全，进而影响到丰翼低空运输网络能否提供常态化的服务。

具体来说，丰翼无人机要提供稳健常态的低空运输服务，除了要具备常规飞行系统能力之外，宏观来看，还需具备出色的飞行抗干扰和自主感知能力。1.飞行抗干扰能力表现为通信系统和导航定位系统在全场景下的高可用性和高鲁棒性能力，如GNSS被干扰/遮挡下的安全飞行能力。2.自主感知能力既包括低速飞行时的感知避障能力，也包括高速巡航时的检测与避让（DAA）能力。3.同时为了支撑低空运输网内并发的大规模飞行作业，还需具备高密度飞行自主调度管控能力。

下面我们一起来解密这些黑科技如何为丰翼低空运输保驾护航。

1、自主通信网络

丰翼无人机运输网覆盖低空300米以下空间，通信系统是连接低空物流无人机集群与地面运营调度系统的桥梁，实现空中和地面信息实时可靠交互。大家所熟悉的通信运营商服务主要面向地面，超过一定高度后(通常是120米)就无法提供稳定的通信服务。

丰翼无人机作业场景多样化，既有城市低空短距飞行，亦有涉山涉水的长距离飞行（>100公里）。为解决全场景通信问题，丰翼自主研发了一套窄带蜂窝通信系统，完成对300米以下低空、涉山、涉水航线的信号覆盖，同时配备4G模组，实现窄带专网+4G双活链路，以实现无人机通信的高可用性和稳定性。

基于地面架设的通信基站，丰翼还推出了GNSS质量监测、电磁干扰监测以及微气象预报服务，为物流无人机集群作业提供信息情报服务，推进运营管控作业平台全自主化。

2、多模态多余度组合导航定位系统

面向多场景运行需求，丰翼科技推出了一套多模态多余度组合导航定位系统，融合了GNSS、IMU、气压计、磁力计、视觉、毫米波雷达、激光雷达等传感器，确保丰翼无人机具备全场景下的低延时、高精度、高连续性和高可用性的组合导航能力。

丰翼多模态多余度组合导航定位系统已累计安全飞行超100万架次，经受住了高原、山地、海岛等全场景作业环境的严苛考验，在多传感器融合冗余架构、故障诊断与隔离等技术方面具有深厚的积累。

针对城市低空运营中GNSS可能被遮挡、干扰、诱导或遇极端天气(如地磁暴)，导致GNSS定位失效的问题，丰翼科技有针对性地推出了一套完全自主研发的视觉定位系统。该系统具备从无人机起飞、巡航、再到精准降落的全流程、全空间(<300米)的视觉定位能力，有力缓解GNSS定位失效后的飞行风险，确保作业效率。

丰翼当前已发布视觉定位2.0系统，支持自主建图定位和无图导航定位。采用丰翼自研的视觉惯性SLAM算法，能够实现300米低空范围内准确的视觉定位，不受飞行高度、飞行速度和飞行方式的约束，很好地适应复杂多变的城市环境。

丰翼视觉定位2.0系统还搭载了无人机航线偏离检测功能，当无人机因为诱导或异常偏离预定航线时，能及时给出告警信号，并支撑无人机进行返航或备降。

丰翼第三代视觉定位系统正在研发过程中，将带来更为鲁棒的导航定位能力。

3、低速感知避障系统

丰翼低速感知避障系统旨在满足无人机起飞、降落及低速（<8m/s）阶段的外部环境感知及决策需求。在低空城市物流配送中，实现近地面的三维环境感知及预测，是实现高安全运行的关键保障。

丰翼采用基于数据驱动的端到端模型感知技术，使无人机在起飞和降落阶段能自主感知近地面的三维静态环境和动态障碍物，构建起环境感知、行为预测、轨迹规划、自主避障或对地选址的自主飞行能力。

典型如物流无人机在作业场地降落发现起降位被占用或者在航线过程中被动迫降时，将通过低速感知避障系统自主计算最佳降落空间轨迹及最佳降落面，实现安全降落。

4、高速巡航DAA系统

丰翼运行规模越来越大，在大湾区构建的网络密度正不断攀升，为解决物流无人机机群在高速巡航（>8m/s）阶段的碰撞风险，丰翼基于自有无人机的飞行性能和特征，自研了高速巡航检测与避让（DAA）1.0系统。

丰翼DAA系统由搭载在无人机上的任务计算机和无线电感知模块组成，有效感知距离大于10公里。每架作业飞机均可实时感知周边无人机的位置及飞行轨迹，并基于航迹、任务点、飞行性能等参数实时计算与周边无人机之间的碰撞风险，对存在碰撞风险的无人机生成安全避让策略，直到危险解除。

丰翼DAA1.0系统可升级为DAA2.0版本，为低空内其他航空器提供普遍DAA服务，通过建立统一的低空防撞策略来维系低空飞行安全。

5、高密度飞行自主调度系统

丰翼无人机大型作业中心的周边空域在作业高峰时段异常繁忙复杂，经常出现数十架无人机同时进行起飞和降落的场景。为确保飞行安全，并最大限度地提高场地利用率和飞行效率，丰翼研发了高密度自主调度系统。

该系统基于无人机四维航迹的飞行冲突检测与解除算法，以及历史飞行数据强化学习的自动化协调算法，构建基于调度的飞行冲突检测与解除系列关键技术。采用云-边协同机制，实现从静态战略到动态战术的全周期飞行冲突识别与解除，支撑无人机高密度自主飞行，实现了多主体飞行计划冲突解除与协调优化。

目前，基于丰翼发布的自主调度1.0系统，单个机长能够管控超过20架无人机进行全自主飞行作业。自主调度2.0系统也在紧锣密鼓地研发中，后续版本将在实现更高效、密集的自动化管控的基础上，增加异常自动化处置功能，进一步提升运行安全性和效率。

来源：丰翼科技无人机。

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxNjQ3NjE1NQ==&mid=2649583114&idx=1&sn=1ae676dd7e14d70e8ca151c14d57671d

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