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80后博导齐俊桐--无人机智能控制前沿技术



 

2016625日,机器人大讲堂迎来了最年轻的讲师--天津大学的80后博士生导师,一飞智控天津科技有限公司创始人齐俊桐教授。作为将我国旋翼无人机自主控制、主动操作等关键技术从落后发达国家几十年推进到世界先进水平的领军人,齐教授为我们带来了无人机智能控制前沿技术及产业应用的专题报告,讲述商业级无人机的挑战与机遇。现将齐教授的讲座内容整理如下:

1从儿时梦想到社会责任的蜕变

2013年雅安庐山发生地震,当时还在中科院沈阳自动化研究所工作的齐俊桐带领自己的旋翼无人机科研小组深入灾区,将他们的无人机升至灾区上空进行搜救工作。当已经断电断粮的灾区群众纷纷拿出手机为我们中国人自己研究的无人机拍照时,这位从实验室里走出来的科研工作者被深深打动了。要知道灾民手中的手机是与失联亲人取得联系的希望,而他们愿意把这份期望寄托给这些学者,这无疑是给科研工作者最大的鼓励。

齐教授说,如果说13年之前他研究无人机更多的是源于对无人机的兴趣,那么庐山地震对他来说是一次蜕变,如今的他做这件事情更多的是源于责任。

齐教授表示,其实表面上看起来高大上的无人机其研究却是非常苦,非常累的。他们要在高温、高湿以及寒冷等各种复杂的场合进行飞行测试。但是,这个过程也是我们国家无人直升机从01的过程。随着飞行技术的稳定,他们的团队也开始构想无人机可以服务于哪些国计民生的行业。

他们想到了农业中的农药喷洒工作,或者说是其他行业的一些复杂、繁琐、危险的工作。这就是一个科研工作者的情怀。他们思考的是如何帮助中国百姓从可能危害生命的工作中解脱出来,如何使技术的革新有效的服务于国计民生。

2我们正在经历一个不折不扣的无人机时代

我们正在经历一个机器人的时代,从工业机器人、地面机器人再到医疗机器人,其实机器人已经无处不在了。从早些年人与机器人保持安全距离的单独作业,到如今的机器人与人共融技术的应用,机器人发展的背后有一个清晰的脉络就是它的环境适应能力越来越强,也越来越安全。

无人机从早期的单纯作为玩具、航拍以及军事应用领域的单一模式,发展到离我们的生活越来越近。在2012年底、2013年初短短的23年之间,无人机,尤其是消费级无人机已经成为中国非常创新的技术,而且做到大量出口。

从无人机的产业分布来看,我们可以把无人机分成四类:玩具、中端消费、高端消费以及商用的垂直领域分布。目前前三类无人机需求目标趋同,已经出现寡头企业,覆盖全产业链。而商用的垂直领域无人机的应用产业链长、分工明确。因而,如果把航拍无人机算作无人机领域的第一次浪潮的话,国际上普遍认为商业应用将迎来无人机的第二次浪潮。

3商业级无人机应用领域

根据国外的预测,商业无人机有四方面比较典型的应用:农业、采矿、公共安全、能源巡视。

第一,精准的农业。农业部农业创新产业联盟在去年做过一个预测,如果我们国家的18亿亩农田有20%30%用无人机去进行喷洒作业的话,将有30万架的市场容量,喷洒的服务+销售一共有500亿美元的市值。

第二,能源巡视。能源巡视最主要的是代替人进行长距离、复杂环境的巡检工作,比如说输电线路的巡检、输油线路的巡检,还有移动铁塔的巡检、光伏的巡检这几个方面。

第三,公共安全。包括几个方面,警用、消防、救灾救援。我国去年已经有20个省,100个实战单位配备了300多架无人机系统,到今年这个数据还在翻番,而且今年公安部已经统一采购了无人机作为空中监视的装备,用来辅助一线人员获取空中的信息。

齐教授认为,农业应用可能是一个最先在商用领域爆发的应用,主要有几个原因。第一,农业应用的飞行高度低,只会在作物的上端几米的过程中作业,能够保证安全性。第二,需求量大。我国农田特征区别很大,有梯田、平原还有山区,很多田地用人喷药非常艰难,特别适合这样一种新的技术去推动。第三,我国人口红利逐渐消失,现在有无人机喷药和用人工喷药价格已经趋同,大概在810块钱一亩,而且人工的价格正在以每年20%的速度上涨。

4商业应用无人机的发展瓶颈

很多人都意识到无人机在商业应用里是一片蓝海,但其发展却一直落后于消费级无人机,究其原因,主要在以下三个方面:第一 缺乏大脑制约着商业应用的爆发。第二 缺乏完整解决方案和良好的用户体验。第三 缺乏有效数据分析和学习能力。

第一方面,在无人机领域,小脑的发达使航拍这样一个应用爆发了,因为它仅要求无人机飞行稳定可以回传图像。但是商业应用是要求无人机具有“大脑”的,是我们指定一个环境它必须去飞,它需要感知这样的复杂环境,还需要与环境有更紧密的交互,具备学习能力、数据分析能力。

第二方面,现在的商用无人机缺乏完整的解决方案,大多数或者说绝大多数无人机的厂商都在做系统的研发工作。飞机并不是商业无人机的解决方案,商业无人机需要的是数据和完整的解决方案,用户需要的是知道怎么用它,可以用它来干什么。而不仅仅是单纯的让它飞起来拍个照。

第三方面,用户没有从中得到更有效的数据,无人机商业领域的用户需要的不仅仅是一个图片或者一段视频,用户关心的是怎样将无人机与企业的ERP结合起来。

5商用无人机智能技术的发展

商用无人机、智能技术的发展归结为三方面的趋势。第一,鲁棒与适配。第二是交互与操作,第三是感知与理解。所谓的鲁棒与适配,就是与飞行控制到底多大程度上能够适应所有的飞机。感知与理解,就是多大程度上能够对外界的环境进行有效的感知,有效的建模,有效的知道环境的信息。交互与操作就是在理解环境的前提下,你能够和外界的环境有多么友好的接触和交互。

齐教授表示,商业的应用确实会带来无人机发展的第二次浪潮,只要把这些控制技术更好的凝练出一个技术体系,我们就能更容易的为未来的技术打下非常好的基础,才能够得到更多的数据,才能够用一些人工智能的技术去分析和解决数据的问题。当然有了控制技术,才能够设想出或者才能够设计出系统的解决方案,提供用户真正满意的商用的服务。







作者:丹侬实业 来源:本站  日期:2017年8月27日8:31