无人机要有自己的空管系统


随着颠覆未来的无人机大片涌现,如何才能确保小小的无人机在空域的安全以及空域本身的安全?就像在地面上一样,交通管制不可避免。最近,NASA与无人机系统应用开发平台初创企业Airware建立了合作关系,准备用4年的时间开发无人机空中交通管制系统。

成立于2011年的Airware 主业并非无人机开发,而是无人机系统应用开发平台,它可以基于无人机芯片开发诸如路径优化导航等应用,同时还提供逻辑板、制动器、传感器等无人机控制组件。去年Airwave入选了Y Combinator Winter 2013,并在去年获得了Andreessen Horowitz领投的1040万美元融资,今年7月底又获得了KPCB领投的2500万美元B轮融资

此次开发无人机空中管制系统也是其主要业务的延续。其基本思路是给无人机撞上无线通信设备,利用无线网络回传数据,然后交给无人机空中交通管制系统进行处理。项目的试验地点选在了全球最繁忙的空域—加州,期间将会建立一系列的空中管制系统原型。双方均会在相同接口下对无人机、传感器等硬件,以及隔开飞机和冲突避免的软件进行测试,还会进行4D航迹技术建模(实现4D航迹技术后飞行器可通过空管中心交互数据,实现机联网)。

据悉,该项目的第一款原型是一个基于互联网的系统。像商业有人驾驶航空飞行一样,根据设定,无人机运营商需要提交飞行计划供批准,然后该系统会根据自己掌握的其他无人机飞行信息、气候预报以及天线杆等物理障碍信息来发出放行信号。Airware计划在NASA加州基地针对不同类型的无人机(四旋翼、直升机、固定翼飞机)展开一系列的飞行和实验室测试,时间最快可能会在今年开始。测试第一阶段的目标是理解不同的飞行器对空管系统的响应方式。

不过,项目今后将考虑开发复杂程度更高的系统—通过发送指令动态管理飞行中的无人机。比方说,当多个运营商的无人机飞经同一片空域时,管制系统要引导这些无人机相互避让;或者在出现错误时采取行动,比方说当如无人机与运营商失去联络时。又比如当无人机迷失在批准空域以外时,系统会自动发送命令让无人机返回指定空域或立即降落。下达什么样的指令要视情况而定,比如无人机与居住区的距离、无人机的大小和重量如何等。NASA希望该系统最终可以执行某些自动控制的功能,比方说当直升机群突然驶过时能接管无人机飞控让其驶离的功能。

不过,要想执行这样的工作需要无人机与空管系统有可靠的通信方式。但是传统飞机与空管系统通信或发送数字信号的方式太笨重了,是无法应用到小巧的无人机上的。于是Airware选择了无线数据连接的方式。我国不久前由中测新图公司研制的无人机遥感系统采用了基于北斗短报文通讯技术的飞行远程传输装置,可以主动与空管部门对接,具备了一定的无人机空管系统的技术基础,但是北斗短报文的通信效率在无人机数量庞大时是否能有效支撑空地通信仍有待观察。

目前美国联邦航空管理局尚未为商用无人机在该国空域的使用制定规则。但是农业、物流、勘测等领域的许多公司都对无人机应用具有浓厚兴趣,据预测,到2018年美国将有7500架重量在25公斤及以下的无人机投入运营。日益增加的无人机会对空域安全造成威胁。因此,无人机空中管制系统的研发可谓未雨绸缪。

鉴于越来越多的公司研发无人机技术,标准化的工作尤其重要。不久前,在Linux Foundation主导下推出了一个Dronecode项目,该项目的目标旨在建立无人机系统的开源平台,为无人机航空操作系统、导航工具等系统及工具的开发者提供一个庞大的开源代码库。此类项目的成熟壮大,也可以为无人机空管系统的建立积累基础。

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