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三大关键技术支撑无人机物流配送,新物流时代即将到来

2021年01月18日 11:49 次阅读

近些年,人工智能重要落地场景之一的智慧物流体系加速发展,而作为智慧物流体系的一个重要分支,无人机物流正是机械化、自动化和智能化发展的结果。这次疫情中,在物资运输压力剧增、无接触配送需求爆发的背景下,无人机展现出的灵活、便捷、安全、高效等配送价值令人瞩目。

三大关键技术支撑无人机物流配送面向高动态、实时、不透明的任务环境,无人机能够做到感知周边环境并规避障碍物、机动灵活并容错飞行;按照任务要求无人机可以自主规划飞行路径、自主识别目标属性、用自然语言与人交流。事实上,目前无人机数据链系统、飞行控制导航系统(飞控)、自主控制技术是实现无人机物流配送最关键的三大技术。据介绍,无人机数据链是飞行器与地面系统联系的纽带,负责完成对无人机的遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输。它是一个多模式的智能通信系统,能够感知其工作区域的电磁环境特征,并根据环境特征和通讯要求,实时动态调整通信系统工作参数,达到可靠通信的目的。

自主控制技术也是无人机关键技术,包括态势感知技术、规划与协同技术、自主决策技术等方面。这套系统通过各种信息获取,设备自主地对任务环境进行建模,包括对三维环境特征的提取、态势的评估等,从而实现路径规划和协同控制。

政策、技术双瓶颈制约商业化步伐早在2014年,谷歌便首次推出无人机送货服务,2019年底谷歌无人机送货服务获得美国联邦航空管理局的认证。而在我国,2019年10月,中国民用航空局向迅蚁公司所属的杭州送吧物流科技有限公司颁发了《无人机物流配送经营许可》,是国内首张城市物流无人机试运行“牌照”,随后,京东、顺丰等研发的大型固定翼无人机也投入使用。

三大关键技术支撑无人机物流配送,新物流时代即将到来

从技术层面看,无人机物流配送除了“快”还需要“稳”。续航问题一直是无人机的痛点所在,而将无人机运用到物流配送领域,续航能力更是重中之重。动力电池的比能量(单位质量/体积的器件可提供的能量)是一个重要指标,每增加一千克载重,无人机航时会成倍缩短。此外,在不同飞行环境下,不同用途的无人机对传感器的配置要求也不同。通过加装避障功能模块,整合迫近传感器与飞控系统,可以避免无人机坠毁。

在导航方面,目前无人机载导航系统主要分非自主(GPS等)和自主(惯性制导)两种,但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点,多种导航技术(惯性+多传感器+GPS+光电导航系统),采用滤波器运行方式将是未来发展的方向。

此外,无人机在空中飞行也需要进行交通管理。比如无人机送货离不开超视距飞行和在人群上空飞行,目前国外在立法上普遍禁止无人机超视距飞行和在人群上空飞行,除非能够得到监管机构的豁免。因此,无人机物流配送法律法规、运营标准、管理制度等方面尚需进一步探索。

无接触配送或成未来发展趋势疫情期间,湖北武汉的快递企业用无人机把医疗防疫物资成功地降落在武汉金银潭医院,说明无人机在交通限行、封闭管理等情况下进行物流运输有其优势,而且对于避免交叉感染也有独特作用。在近日国务院联防联控机制召开的新闻发布会上指出,无人配送包括智能快件箱、无人机、无人车等形式,将成为邮政快递末端服务的发展趋势之一。

从目前实际情况来看,商业化批量中距离运输,采用无人机配送最为高效。其次,5G也可以支撑无人机采集的4K高清视频等数据的实时传输,可使无人机飞行控制时延大大缩短,满足了远程操控无人机飞行的性能需求。随着技术的不断进步,相信无人机业务落地的步伐会越来越快,新的物流时代也即将到来。

责任编辑:gt

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