作者齊俊桐系天津大學(xué)機器人與自主系統研究所副所長(cháng)、教授、博士生導師，一飛智控(天津)科技有限公司創(chuàng )始人。

 

 

▲ 科幻電影里的無(wú)人機

 

10年前說(shuō)自己是搞無(wú)人機的，無(wú)不引來(lái)疑惑和贊嘆的目光，“疑”的是大家心目中地“好萊塢大片”、“特種部隊”這樣的事你一個(gè)二十郎當歲的小伙也能干？“贊”的是能聽(tīng)我科普兩句無(wú)人機瞬間也覺(jué)得自己高大上了許多。

 

10年后的今天說(shuō)自己干無(wú)人機事業(yè)，連老媽也皮笑肉不笑地說(shuō) “也挺好，隔壁王大爺外孫子昨天還在樓下飛呢”。更委屈的是搞了一輩子軍用無(wú)人機的工程師們，最怕家庭聚會(huì )上被問(wèn)“能給你大侄子弄一個(gè)玩玩么？”“下個(gè)月你表弟結婚，咱搞個(gè)航拍怎么樣？”

 

▲展會(huì )的普及，讓無(wú)人機開(kāi)始飛入尋常百姓家

 

就這樣的十年，“無(wú)人機”從一個(gè)著(zhù)名高大上詞語(yǔ)變成了一個(gè)家喻戶(hù)曉的常用詞，背后是技術(shù)的快速迭代、資本的迅速涌入、專(zhuān)家的過(guò)渡解讀以及國人對新事物的迫切渴望。其含義及包括了國外通常所講的“UAV”也包括“Drone”。

 

老美對“無(wú)人機”的理解基本停留在“Drone”這個(gè)詞上——“在周?chē)宋隧?rdquo;、“不錯的玩具”、“不能隨便亂飛”、“航模”，技術(shù)成熟度高、對智能性、可靠性要求相對較低。“UAV”在國外則更多用在軍用、警用、特種行業(yè)應用的無(wú)人機上，系統更復雜，對可靠性、智能性要求相對更高。

 

無(wú)人機多種多樣，今天主要跟大家掰扯掰扯垂直起降無(wú)人機飛控那點(diǎn)事，后面所說(shuō)的無(wú)人機也主要指單旋翼、多旋翼、垂直起降固定翼等這類(lèi)具有垂直起降功能的無(wú)人機（畢竟這類(lèi)量大、用的多嘛）。鑒于避免廣告嫌疑，本文均不提及任何公司和具體團隊。

 

 

10年以前，搞無(wú)人機的十個(gè)人有八個(gè)是航空、氣動(dòng)、機械出身，更多考慮的是如何讓飛機穩定飛起來(lái)、飛得更快、飛得更高。如今，隨著(zhù)芯片、人工智能、大數據技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機開(kāi)始了智能化、終端化、集群化的趨勢，一大批畢業(yè)于自動(dòng)化、機械電子、信息工程、微電子的高材生們投入到了無(wú)人機研發(fā)大潮中，幾年的時(shí)間讓無(wú)人機從遠離人們視野的軍事應用飛入了尋常百姓家、讓門(mén)外漢可以短暫的學(xué)習也能穩定可靠的飛行娛樂(lè )。不可否認，飛控技術(shù)的發(fā)展是這十年無(wú)人機變化的最大推手。

 

回顧歷史，飛控技術(shù)發(fā)展分為兩大流派、三種起源。

 

▲無(wú)人機已成戰爭中不可忽視的力量

 

先表一表以蘇俄、歐美為代表的兩種技術(shù)體系。高技術(shù)的發(fā)展最初都源于軍事，飛控的發(fā)展更不例外，一戰、二戰再到伊拉克戰爭，無(wú)論是蘇俄還是歐美國家，都相繼開(kāi)始了有人飛機的無(wú)人化改造以及新研制無(wú)人機的工作。

 

蘇俄國家延承了載人機控制的研發(fā)技術(shù)體系直接轉到了無(wú)人機，早期飛控硬件使用了戰斗機的飛控計算機，控制算法一直使用分型模態(tài)分段辨識、建模、控制的方法。通俗來(lái)講就是要通過(guò)吹風(fēng)洞、機理建模等方法，知道飛行器在起飛、懸停、低速、中速、高速、降落等不同飛行狀態(tài)下的參數，在不同狀態(tài)設計相應控制器。飛行器飛行過(guò)程中不斷切換控制方法或控制參數以保證飛行器處于理想狀態(tài)。這種流派優(yōu)勢在于硬件經(jīng)過(guò)長(cháng)期飛行驗證，控制算法在設計模態(tài)內系統穩定性可以有效理論證明；缺點(diǎn)在于硬件傻大笨粗且無(wú)法預測實(shí)際飛行過(guò)程中可以經(jīng)歷的所有飛行狀態(tài)。

 

相比起蘇俄直接使用了戰斗機的技術(shù)體系，歐美則前瞻性地在上世紀中期開(kāi)始布局了前沿技術(shù)的探索和積累（DARPA就是各類(lèi)計劃的代表），支持研究機構、大學(xué)探索了很多新的無(wú)人機專(zhuān)用的飛控硬件和算法。

 

▲DARPA，是美國國防部屬下的一個(gè)行政機構，負責研發(fā)用于軍事用途的高新科技

 

這類(lèi)項目一般以軍工企業(yè)牽頭、研究所負責演示驗證、大學(xué)負責理論算法研究，組成的團隊通過(guò)多年的中小型無(wú)人機的試飛試驗，形成了以嵌入式計算機為硬件核心、以自適應控制為算法的飛控體系。

 

其實(shí)歐美和蘇俄的派系區別最大的就在這！歐美很大程度上放棄了傳統的模態(tài)分段控制，無(wú)需再對不同飛行狀態(tài)進(jìn)行建模、參數辨識，而是采取了在線(xiàn)辨識，也就是說(shuō)在飛行器飛行的過(guò)程中通過(guò)在線(xiàn)辨識理論方法，控制器自己判斷自身所處的狀態(tài)、參數等，根據這些信息響應切換不同的控制策略或控制參數。這種流派的優(yōu)勢在于系統體積小、重量輕，縮短了新型無(wú)人機的研發(fā)過(guò)程，智能型進(jìn)一步增強；缺點(diǎn)在于需要較長(cháng)時(shí)間的理論技術(shù)積累，且某種程度上無(wú)法證明全局系統穩定性。但無(wú)論怎樣，飛控的發(fā)展成為了重要的使能技術(shù)之一，讓美國的軍用無(wú)人機一躍成為世界領(lǐng)先，其他國家也紛紛效仿。

 

再來(lái)說(shuō)說(shuō)飛控的三種起源——“固定翼飛控”、“開(kāi)源飛控”、“自研飛控”。干過(guò)無(wú)人機的人都知道，飛控不好搞！但面對市面上各種動(dòng)不動(dòng)就“高可靠”、“軍工級”、“全自主”，圈外人根本不知道這伙人是怎么把飛控搞出來(lái)的？他們說(shuō)的可靠么？了解了這三種起源，以后你跟搞飛控的聊，一定讓他覺(jué)得你是“老司機”。

 

十多年前搞垂直起降無(wú)人機的主要技術(shù)來(lái)源是“固定翼飛控”，其實(shí)固定翼無(wú)人機才算是無(wú)人機真正的祖宗，100多年前就已經(jīng)有人將戰斗機加裝簡(jiǎn)單的控制器嘗試完成無(wú)人偵查和投彈的工作。那么為什么無(wú)論是載人飛機還是無(wú)人機都是先固定翼成熟、垂直起降的晚熟呢？從結構上看，固定翼飛行器沒(méi)有垂直起降飛行器過(guò)多的旋轉、振動(dòng)部件，氣動(dòng)也比較簡(jiǎn)單；從控制方面看，固定翼飛行器屬于靜穩定系統，就像我們開(kāi)車(chē)，手離開(kāi)方向盤(pán)幾秒鐘汽車(chē)仍能正常直行，相比之下屬于靜不穩定的垂直起降飛行器則需要駕駛員無(wú)時(shí)無(wú)刻不在調整著(zhù)操縱桿，稍有疏忽就會(huì )墜毀。這兩方面且主要是控制上的困難，讓垂直起降飛行器的控制非常困難。這個(gè)特性也讓來(lái)源于固定翼飛控的團隊在應對垂直起降飛行時(shí)顯得束手無(wú)策，以往積累的固定翼飛行控制策略可借鑒意義不大，甚至直接使用原有的空速進(jìn)行控制還經(jīng)常導致致命的摔機。

 

▲風(fēng)靡一時(shí)的開(kāi)源飛控代表——APM

 

再來(lái)說(shuō)說(shuō)“開(kāi)源飛控”。這可能是市面上能見(jiàn)到最多數量的飛控了，其來(lái)源于“DIY DRONE”時(shí)期，最開(kāi)始是為了滿(mǎn)足歐美“極客”、“創(chuàng )客”對于自由飛行的夢(mèng)想。本來(lái)挺好的事情，這里又要轉折了！然而，“極客”這個(gè)詞被中國又玩壞了！缺乏了分享和奉獻精神的中國“極客”們，迅速將各類(lèi)開(kāi)源飛控直接商品化賣(mài)錢(qián)。更讓人毛骨悚然的是，這樣的“商品”不僅賣(mài)給了中國的玩家，更有甚者還賣(mài)給了農業(yè)、電力、甚至警用這類(lèi)行業(yè)用戶(hù)！

 

殊不知這種未商品化的天然“半成品”有著(zhù)天然的基因缺乏：1）硬件器件未經(jīng)可靠性、規?；炞C。開(kāi)源飛控的設計初衷是供極客們二次開(kāi)發(fā)或者愛(ài)好者DIY的“半成品”，其硬件選型往往是用于移動(dòng)終端或其他機器人的消費級器件，意在體現整體系統架構并控制較低成本，并未充分考慮溫度、環(huán)境、振動(dòng)、批量供貨等產(chǎn)品化過(guò)程；2）軟件技術(shù)體系冗余嚴重、資源不足。出于通用性的考慮，目前開(kāi)源飛控適配幾乎所有類(lèi)型的飛行器、通信協(xié)議中預留了大量負載字段、占用了幾乎大部分系統資源等等，這些特性會(huì )造成過(guò)度冗余的底層程序、控制策略、通信協(xié)議段、不足的內存及計算資源，后續的開(kāi)發(fā)會(huì )持續處于“對付”的狀態(tài)，造成產(chǎn)品不穩定。

 

▲類(lèi)似這種前瞻性的研發(fā)功課，只有自研飛控廠(chǎng)商才有實(shí)力和底氣來(lái)做

 

最后嘮一嘮“自研飛控”的事。目前幾家知名的無(wú)人機公司都是從自研飛控起家的，基本上都經(jīng)歷了10年以上的技術(shù)沉淀，為什么呢？因為……10年前還木有開(kāi)源飛控！這些團隊都是電容電阻逐個(gè)畫(huà)到板子上、代碼一行一行碼到屏幕上。開(kāi)發(fā)過(guò)程往往是模塊化搭建的，比如先開(kāi)發(fā)傳感器采集、舵機／電機控制，再調試獨立通道從航向、轉速、定高、俯仰、橫滾等讓飛行器穩定，隨后是穩定懸停，到這里已經(jīng)是成功一大步了，最后是航線(xiàn)飛行，可以按照設定航跡點(diǎn)自動(dòng)飛行。至此基本完成了“自研飛控”的基本過(guò)程，這里看起來(lái)短短幾行字，我們的飛控攻城獅們至少要經(jīng)歷幾年的時(shí)間，還是一切順利的情況下！自研飛控確實(shí)耗時(shí)耗力，但帶來(lái)的好處是由于對硬件和軟件的充分理解，后續的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)會(huì )大大加速，遇到任何問(wèn)題的改進(jìn)速度也會(huì )大大加快。也正是因為這些原因，前期的有效積累奠定了目前幾個(gè)知名無(wú)人機公司的快速發(fā)展。

 

 

問(wèn)題來(lái)了，什么是好飛控呢？怎么選飛控呢？衡量飛控“好壞”主要考慮四個(gè)方面：適配、穩定、功能、服務(wù)。

 

適配——目前眾多無(wú)人機廠(chǎng)商中擁有自己飛控技術(shù)的較少，多數廠(chǎng)家走了一條設計、研發(fā)、生產(chǎn)機體，采購成熟飛控，最后開(kāi)拓市場(chǎng)渠道的道路，這有利于公司的快速起步并且占領(lǐng)市場(chǎng)制高點(diǎn)。然而，不同廠(chǎng)商的設計思路不同、針對用戶(hù)不同、適應場(chǎng)景不同，造成飛行器機體的千差萬(wàn)別。從單旋翼到多旋翼、從四軸到八軸、從開(kāi)放式到函道式、從油動(dòng)到電動(dòng)，如果選擇一款飛控不僅能夠快速適配自己公司設計的飛機，還能保證飛的又穩又好，您一定覺(jué)得成功不遠了，想偷著(zhù)笑。如果同一款飛機能把您公司不同類(lèi)型、不同款的飛機一起搞定，那真是要笑出聲來(lái)了，這樣不僅可以提高研發(fā)效率，更能減少維護成本。

 

▲穩定飛行的是一款好飛控的標配

 

穩定——相比起兩年前，現在飛控已經(jīng)基本穩定、市場(chǎng)也趨于成熟，沒(méi)有試用過(guò)的客戶(hù)基本是不會(huì )出手了?？稍囉萌绾慰闯龇€定、可靠呢？這里可以用“三看”訣竅：“一看”公司產(chǎn)能，年產(chǎn)至少達到1000套以上各類(lèi)工藝流程、質(zhì)量管理、測試體系才能基本走通、健全；“二看”器件篩選，工業(yè)級以上的產(chǎn)品尤其是需要“歸零”管理的產(chǎn)品器件篩選非常重要，需要考察公司在器件篩選的流程、篩選率等，確定基礎器件的穩定；“三看”測試環(huán)境，飛控產(chǎn)品屬于“零容忍”故障產(chǎn)品，至少需要經(jīng)歷模塊級測試、產(chǎn)品級測試、系統級測試。雖然產(chǎn)品形態(tài)是飛控，但必須要經(jīng)過(guò)整機安裝后的飛行測試再拆裝復原才能出廠(chǎng)。不得不說(shuō)一句，上述的測試如果你以為正常抽檢即，可那就錯了！要全檢！全檢！全檢！

 

功能——不得不承認，現在的飛控還不能稱(chēng)為完全成熟，炸機率普遍還處于3%-20%的較高水平，但并不能阻止我們對功能的不懈追求。一般來(lái)講，“開(kāi)源飛控”由于豐富的生態(tài)，對于外在功能性需求響應較快；而“自研飛控”對于功能性定制更深入，對于系統性功能需求的開(kāi)發(fā)周期更短。目前飛控除了基本飛行功能外，主要功能包括：1）高精度定位及控制，也就是我們俗稱(chēng)的差分GPS；2）地勢變化的自動(dòng)跟蹤，主要用在農田噴灑；3）自動(dòng)避障功能，可以保證飛行過(guò)程中不對飛行器造成傷害；4）飛行規劃定制，客戶(hù)可以在使用過(guò)程中定義A-B點(diǎn)飛行、指定區域覆蓋飛行、飛行任務(wù)中斷續飛等；5）手持終端任務(wù)規劃與監控，通過(guò)手機、PAD、筆記本等設備下達飛行任務(wù)并實(shí)時(shí)任務(wù)監控；6）遠程監控及分析，通過(guò)移動(dòng)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )在遠程異地對飛行過(guò)程進(jìn)行監控并分析運行狀態(tài)及故障。

 

 

▲優(yōu)質(zhì)的技術(shù)支持服務(wù)對于整機廠(chǎng)商越發(fā)重要

 

服務(wù)——前三個(gè)判斷飛控好壞的關(guān)鍵詞大家都能理解，說(shuō)到服務(wù)很多人會(huì )摸不著(zhù)頭腦。其實(shí)這一條還真是一個(gè)特別重要的因素，尤其是對B端的客戶(hù)。以農業(yè)植保應用為例，農田施藥的作業(yè)季在3月到10月，而旺季主要集中在5-8月，需要高強度、大負荷、不間斷作業(yè)，在溫差大、濕度大、環(huán)境復雜的農田出現各類(lèi)故障在所難免。優(yōu)質(zhì)的服務(wù)需要7x24小時(shí)提供不間斷技術(shù)支持、配件更新、調試指導，才能讓使用者最大限度減小損失、獲取效益，而且這些專(zhuān)業(yè)的服務(wù)目前只有飛控生產(chǎn)廠(chǎng)商才能做的最好。

 

 

如果說(shuō)“飛控是無(wú)人機核心技術(shù)之一”，我想沒(méi)有人會(huì )否認，而現實(shí)是大多數無(wú)人機廠(chǎng)商并不完全掌握這項技術(shù)，大家看不到重要性么？非也！其實(shí)很多廠(chǎng)商都曾嘗試過(guò)自主研發(fā)，但絕大多數都由于技術(shù)積累薄弱、可靠性不高、技術(shù)迭代速度慢等因素而中途放棄，發(fā)自肺腑地說(shuō)“搞飛控還真的挺難”！

 

先來(lái)看看無(wú)人機飛控的技術(shù)現狀，由易到難基本分成三個(gè)層次：“飛行”、“感知”、“交互”。第一級“飛行”，指無(wú)人機了解自身狀態(tài)進(jìn)行穩定控制的基礎上，可以通過(guò)地面人員遙控、移動(dòng)端設置路線(xiàn)或遠程指令完成預定航線(xiàn)的自動(dòng)飛行，這是飛行控制的入門(mén)階段，練好這一級可以完成一些基本的任務(wù)了，比如空曠區域的遠程偵察?？蓱迷谵r業(yè)、物流、巡檢等復雜環(huán)境怎么辦？樓房能躲開(kāi)么？能找到合適降落地點(diǎn)么？

 

不行，必須升至第二級“感知”。感知層次是指無(wú)人機不僅了解自身狀態(tài)，對外界環(huán)境也要通過(guò)傳感器了如指掌。感知通過(guò)傳感器選型、數字濾波、多傳感器數據融合、基于感知的路徑規劃等技術(shù)，讓無(wú)人機在復雜環(huán)境中完成任務(wù)且飛行自如。

 

飛控等級修煉到這應該差不多吧？還有？沒(méi)錯！你有沒(méi)有想過(guò)，今天無(wú)人機的技術(shù)狀態(tài)類(lèi)似地面機器人50年前的情形——穩定的行走、越過(guò)障礙物、把拍攝的場(chǎng)景錄下來(lái)。而今的地面機器人不僅會(huì )“感知”，復雜“交互”的能力讓他們完成諸如拆彈、換電瓶這樣的工作游刃有余。無(wú)人機為什么不能“交互”呢？為什么不能空中進(jìn)行危險品的采樣、輸電線(xiàn)路損壞器件的維修更換、貨物的自動(dòng)抓取與運輸？“Nothing is Impossible”！交互是在感知的基礎上，在了解了外界環(huán)境后對環(huán)境中的目標進(jìn)行交互作業(yè)的過(guò)程。

 

按照這種方式分類(lèi)，目前的無(wú)人機基本處于1.5級水平，那么飛控的開(kāi)發(fā)在不同技術(shù)層級到底難在哪？如何克服這些難點(diǎn)呢？

 

首先來(lái)看看“飛行”。垂直起降無(wú)人機最大的控制特性就是其靜不穩定特性，類(lèi)似用指尖平穩地托起一支筷子，必須不停的調整姿態(tài)、位置得以平衡。人最快的反應速度大約每秒5次，而無(wú)人機要想達到優(yōu)秀的控制性能，需要每秒300次的感知和計算，任何一次的計算錯誤或計算中斷的結果都是機器墜毀任務(wù)停止。一套完整的飛控全部器件接近1000個(gè)，是一部復雜手機的幾倍，下至OEM安卓機上至蘋(píng)果，死機對于使用者僅僅是重啟加一聲嘆息的事，而對于無(wú)人機則無(wú)法接受。這些部件首先要保證自身運轉正常，其次要之間的電氣、通信正常，組裝后要經(jīng)歷各種測試、機體振動(dòng)的沖擊，最后要求忍受住風(fēng)吹日曬及老化過(guò)程！艾瑪，好難！想把“飛行”搞好，先要一套完善可擴展的硬件系統架構，具備強大的計算能力以及高帶寬的總線(xiàn)通信能力；其次器件要根據飛行需求按照商業(yè)、工業(yè)、軍工不同等級標準選擇；在實(shí)時(shí)嵌入式操作系統上構建具有自身及環(huán)境適應性強的控制算法；最后，在使用前進(jìn)行溫度、壓力、振動(dòng)、電磁兼容、飛行性能等全科目全產(chǎn)品檢驗。

 

▲科幻電影里的人機感知或許很快就會(huì )成為現實(shí)

 

再來(lái)看看“感知”。人類(lèi)總喜歡用自己的標準衡量其他事物，在我們的思維里好萊塢大片里變形金剛的能力應該是習以為常容易做到的。殊不知，人類(lèi)經(jīng)歷了多少年的進(jìn)化才有了今天豐富的感知和思維能力，機器人的歷史呢？如果這么看，機器人的演化速度還更快些呢。人感知世界主要靠看，眼睛具有極高的分辨率、自動(dòng)變焦、自動(dòng)調焦、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)光圈……各種自動(dòng)，而目前無(wú)人機感知用到的攝像機和計算能力比人的能力還差十萬(wàn)八千里呢！智能引入其他傳感器，比如激光、聲納、雷達等，每種傳感器的特性不同，需要將這些流媒體、離散矩陣等結構化和非結構化數據歸攏好形成合力，物理、數學(xué)、電子、電路等知識缺一不可??！要做好“感知”也并非不可能，先要針對應用場(chǎng)景的環(huán)境變量、復雜程度、精度要求、響應時(shí)間進(jìn)行感知傳感器的硬件選型和組合；其次進(jìn)行數據的初步整理、深度數據融合；最后基于感知結果以及飛行器的運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行任務(wù)、路徑的重規劃。

 

“交互”層級，想想都難！不妨讓我們腦洞大開(kāi)一下，某天發(fā)生大面積停電，無(wú)人機通過(guò)巡查發(fā)現了一處輸電線(xiàn)路破損，這時(shí)飛機伸出機械手抓，熟練地廢件摘除、取出備件、更換、纏繞絕緣膠帶、放回工具，飛回基地完成任務(wù)?？此撇黄鹧鄣倪^(guò)程，卻因為所有操作都在空中而異常艱難。我們都看到過(guò)在空間站上進(jìn)行維修任務(wù)的航天員、水下作業(yè)的潛航員，他們的任何動(dòng)作都非常困難，就是因為他們都處在懸浮狀態(tài)，任何的力都會(huì )產(chǎn)生反作用力導致定位、操作的不確定性。無(wú)人機空中交互也類(lèi)似，在于目標接觸過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生反作用力影響飛行平穩，而飛行姿態(tài)的影響又會(huì )導致操作力的變化，進(jìn)入一個(gè)惡性循環(huán)。要實(shí)現空中的有效交互首先要在時(shí)變的環(huán)境下進(jìn)行精確的預測性感知，判斷在反作用力后系統的狀態(tài)；其次要考慮通過(guò)整體建?；蚪怦羁刂葡僮鞅郾旧磉\動(dòng)過(guò)程對飛行器的影響；最后保證在操作臂與目標接觸及移動(dòng)過(guò)程中，外力／力矩對飛行器的影響最小，實(shí)現安全交互任務(wù)。

 

 

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(lái)的飛控還會(huì )是核心么？技術(shù)發(fā)展趨勢是什么呢？

 

硬件SoC化。片上系統（System on Chip, SoC）入侵無(wú)人機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(guò)投資、收購消費無(wú)人機團隊或企業(yè)進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)。飛控SoC之所以選擇消費級無(wú)人機作為突破口，主要原因是此類(lèi)無(wú)人機數量大，對于SoC帶來(lái)的投入產(chǎn)出比更好；另一方面消費級無(wú)人機比商用無(wú)人機應用環(huán)境更理想，對可靠性、平均無(wú)故障時(shí)間要求更低。而通過(guò)股權形式與無(wú)人機企業(yè)深度結合是因為傳統的芯片廠(chǎng)商只有硬件的能力，需要與無(wú)人機企業(yè)在軟件方面深度結合和定制開(kāi)發(fā)，這里也足見(jiàn)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(lái)飛控的硬件SoC化不可阻擋，只是在消費之外的領(lǐng)域需要更長(cháng)時(shí)間的市場(chǎng)培養和技術(shù)迭代的過(guò)程，在解決了上述問(wèn)題后，SoC將帶來(lái)極大的成本降低，更多的飛控企業(yè)會(huì )更專(zhuān)注于應用層、數據端的技術(shù)開(kāi)發(fā)。

 

軟件模塊化。硬件SoC化后會(huì )帶來(lái)硬件結構的標準化，為軟件的升級迭代提供了更好的生態(tài)，不同開(kāi)發(fā)者之間可以通過(guò)標準的底層驅動(dòng)支持及通信協(xié)議分享軟件的代碼。（聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)像現在的開(kāi)源飛控，YES?。┎煌瑐鞲衅魈幚沓绦?、不同飛行控制算法、不同任務(wù)規劃模塊、不同診斷軟件將被定義為模塊化程序，這些模塊將通過(guò)付費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(kāi)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。

 

▲系統終端化或將未來(lái)影響每一個(gè)人

 

系統終端化。目前的無(wú)人機系統應用還是將飛行器視為核心資產(chǎn)，所有的人力、財力、物力都圍繞著(zhù)飛行器本身轉，預期通過(guò)無(wú)人機的使用愉悅人們心情或者在生產(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，當個(gè)寶貝一樣但卻沒(méi)有發(fā)揮其很大的作用；而現在的手機已經(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)也在貢獻著(zhù)自身的價(jià)值。未來(lái)無(wú)人機在各類(lèi)應用中更像是布撒的一系列終端設備，飛控作為無(wú)人機的核心會(huì )在終端化過(guò)程中扮演重要作用，無(wú)論在消費、農業(yè)、巡視等各領(lǐng)域，飛控將成為數據終端的核心，大量的飛行狀態(tài)、任務(wù)數據、載荷狀態(tài)會(huì )被記錄、回傳、分發(fā)，用戶(hù)或其他利益相關(guān)方會(huì )通過(guò)付費等商業(yè)模式獲取終端的有用信息。

 

通信網(wǎng)絡(luò )化。無(wú)人機發(fā)展了上百年，絕大多數情況下的通信都是點(diǎn)對點(diǎn)的直接聯(lián)系，無(wú)論是早期的遙控盒還是航模遙控器、無(wú)論是便攜式電腦地面站還是手持終端任務(wù)管理器，無(wú)非是通過(guò)加大功率通過(guò)LF（低頻）到HF（高頻）甚至到UHF（特高頻）等波段進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信。隨著(zhù)美國GPS戰略，可以通過(guò)衛星進(jìn)行各類(lèi)無(wú)人機等終端的組網(wǎng)，但目前其由于帶寬、成本等問(wèn)題而無(wú)法在商用中廣泛推廣。隨著(zhù)智能手機增長(cháng)率的放緩以及無(wú)人機終端化的趨勢，移動(dòng)運營(yíng)商們也敏銳捕捉到了商機，紛紛推出了面向無(wú)人機應用的移動(dòng)通信解決方案。這類(lèi)方案目前采用成熟商用2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)定義套餐、開(kāi)發(fā)貼片SIM卡組件、天線(xiàn)定制等方式，使無(wú)人機作為終端接入商用網(wǎng)絡(luò )。雖然還存在網(wǎng)絡(luò )不穩定、覆蓋區域不全等因素，但隨著(zhù)無(wú)人機數據價(jià)值的增加、移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展驅動(dòng)以及無(wú)人機管控壓力的增大，在不久的將來(lái)借助運營(yíng)商的飛控網(wǎng)絡(luò )化趨勢不可阻擋。

 

▲無(wú)人機+大數據或將帶來(lái)一場(chǎng)全新的產(chǎn)業(yè)變革

 

數據可視化。在大數據時(shí)代，沒(méi)有人否認原始數據的重要性。無(wú)人機+大數據喊了也有一段時(shí)間了，但目前受到終端化剛起步、網(wǎng)絡(luò )化未完全落地、數據來(lái)源少等因素，無(wú)人機的大數據時(shí)代還沒(méi)有真正來(lái)臨。無(wú)人機數據與其他大數據最大的區別在于行業(yè)垂直度深。在不考慮消費娛樂(lè )應用的前提下，無(wú)人機的應用領(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(lèi)不同領(lǐng)域的數據融合的可能性不大。在未來(lái)無(wú)人機發(fā)展過(guò)程中不應空泛強調大數據的意義，而更應通過(guò)飛控的數據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(lái)價(jià)值的“可視化”數據，直接為行業(yè)服務(wù)。