大家好，我是【廣州工控傳感★科技】傳感器事業(yè)部，張工。

為了實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)的影響水平，商業(yè)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)不僅需要應(yīng)對(duì)不斷變化的全球監(jiān)管環(huán)境，還需要滿足企業(yè)對(duì)參數(shù)近乎苛刻的需求（企業(yè)同時(shí)也是該技術(shù)的最大受益方）。

各種類型的傳感器在幫助無人機(jī)制造商和各行各業(yè)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而推動(dòng)商業(yè)影響力方面扮演著重要角色。從高度計(jì)，到溫度和濕度傳感器，一般的商業(yè)無人機(jī)平均需要搭載五種類型的傳感器。我們將探究傳感器在幫助商業(yè)無人機(jī)在真實(shí)環(huán)境下的各個(gè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)潛能時(shí)所扮演的角色。

· 安全性

· 回避

· 一致的飛行速度

· 局部天氣報(bào)告

· 保持航向的能力

障礙1：安全性

雖然目前尚不知FAA和類似歐洲宇航安全局等國(guó)際機(jī)構(gòu)將會(huì)對(duì)商業(yè)無人機(jī)提出哪些新的監(jiān)管條例或指導(dǎo)意見，但是有一點(diǎn)很明顯，監(jiān)管當(dāng)局對(duì)其總體安全性大體是擔(dān)憂的。

以美國(guó)為例，目前的監(jiān)管框架要求駕駛員一次只能操控一臺(tái)無人機(jī)，且無人機(jī)需要保持在其視線范圍內(nèi)；且操作只能在白天進(jìn)行。條例還對(duì)無人機(jī)重量、飛行速度和高度進(jìn)行了限制。

為滿足這些安全標(biāo)準(zhǔn)，需要結(jié)合使用一些高級(jí)傳感器，包括：

· 氣壓計(jì)

· 高度計(jì)

· 溫度計(jì)

· 巨磁電阻（GMR）

· 傾斜和角度傳感器

· 加速度傳感器

雖然許多這些傳感器在所有無人機(jī)上都能看到，但它們的構(gòu)造級(jí)別和工程水平才是比較高下的關(guān)鍵區(qū)分因素：商業(yè)無人機(jī)的運(yùn)行環(huán)境比愛好者和個(gè)人使用的無人機(jī)更嚴(yán)苛。無人機(jī)在執(zhí)行高風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)時(shí)，如森林滅火，農(nóng)業(yè)噴灑和災(zāi)區(qū)調(diào)查等，經(jīng)常需要面對(duì)極端溫度，高濕和輻射等條件。

此外，較大型的商用無人機(jī)將受益于振動(dòng)傳感器，它可以為早期的預(yù)測(cè)故障系統(tǒng)和巨磁電阻傳感器（GMR）提供動(dòng)力，這些傳感器可以幫助無人駕駛和超范圍無人駕駛飛機(jī)返回基地。這兩種傳感器不僅提供了保護(hù)企業(yè)投資利益的功能，還可以緩解監(jiān)管當(dāng)局對(duì)未來安全的擔(dān)憂。

障礙2：回避
盡管當(dāng)前監(jiān)管條例要求商業(yè)無人機(jī)需在白天駕駛員的視線范圍內(nèi)飛行，但各企業(yè)也在推動(dòng)幫助無人機(jī)最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化飛行。

支持的觀點(diǎn)關(guān)注的是可擴(kuò)展性。反對(duì)的觀點(diǎn)關(guān)注的則是安全問題。（又出現(xiàn)了安全這個(gè)詞。）

若自動(dòng)化無人機(jī)獲準(zhǔn)飛行，它們很可能需要額外的安全措施，例如接觸回避系統(tǒng)。即使自動(dòng)化不被FAA或其他監(jiān)管當(dāng)局完全接受，當(dāng)駕駛員獲準(zhǔn)在視線范圍外操控?zé)o人機(jī)或一次性操控多臺(tái)無人機(jī)時(shí)，仍需要開發(fā)類似的系統(tǒng)。

無人機(jī)空中與其他無人機(jī)或其他物體（鳥類，建筑物和樹木等）相撞不僅對(duì)企業(yè)來說代價(jià)高昂，對(duì)地面人員來說也是個(gè)危險(xiǎn)因素。

為了開發(fā)回避系統(tǒng)，無人機(jī)制造商一定會(huì)使用超聲波傳感器來偵測(cè)正在接近的物體，或者無人機(jī)是否正在與這些物體相撞的飛行路徑上。

傳感器接收的信號(hào)可以用來為駕駛員提供警告或取代駕駛員操控?zé)o人機(jī)。

障礙3：一致的飛行速度

根據(jù)國(guó)際無人交通工具系統(tǒng)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)，僅農(nóng)業(yè)一項(xiàng)將在2025年前就能創(chuàng)造約85%的商業(yè)無人機(jī)需求。

其中的一個(gè)原因就是莊稼噴灑時(shí)無人機(jī)能夠節(jié)約成本。

但是，為實(shí)現(xiàn)上述節(jié)約，無人機(jī)的飛行速度需要一致，且對(duì)飛行精度要求很高。對(duì)精度和一致速度的更高要求意味著噴灑時(shí)需要施加更多的控制，這樣才能夠進(jìn)行均勻分布和精確噴灑，二者是噴灑成功的兩個(gè)關(guān)鍵要素。

這種程度的精確度需要一個(gè)熟練駕駛員才能實(shí)現(xiàn)，但是也需要對(duì)空速持續(xù)和精確的反饋。

通過測(cè)量飛行途中無人機(jī)的速度和飛行條件變化，壓差傳感器可以實(shí)現(xiàn)這種反饋。

另外，用于作物噴灑的無人機(jī)還可以在機(jī)體上安裝液位傳感器，這樣農(nóng)民或操作員能夠知曉噴劑余量并據(jù)此調(diào)整飛行規(guī)劃。

障礙4：局部天氣報(bào)告

安裝濕度傳感器后，無人機(jī)就能夠精確報(bào)告小氣候。無人機(jī)在這種環(huán)境下提供數(shù)據(jù)的能力將為商業(yè)運(yùn)營(yíng)商帶來新的應(yīng)用前景。

例如，加裝濕度傳感器能夠讓無人機(jī)在嚴(yán)峻氣候條件下發(fā)揮巨大用處，例如森林滅火。濕度水平?jīng)Q定了森林火災(zāi)的蔓延程度，且濕度水平在小范圍內(nèi)就可能發(fā)生巨大變化。因此，這些小氣候?qū)τ趹?yīng)對(duì)戰(zhàn)略的選擇來說至關(guān)重要。消防部門派遣無人機(jī)測(cè)量上述數(shù)據(jù)后，可以做出正確且安全的決策。

第二，配備濕度傳感器的無人機(jī)能夠幫助農(nóng)民做出更為有效和高效的農(nóng)業(yè)規(guī)劃，這是一種獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，在與其他技術(shù)搭配使用的情況下，無人機(jī)正在推動(dòng)整個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)的變革，催生了新興的農(nóng)業(yè)實(shí)踐，即智能農(nóng)業(yè)。

智能農(nóng)業(yè)是一種將信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)結(jié)合的做法，其背后的驅(qū)動(dòng)因素是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織2009年的一份報(bào)告，報(bào)告表示到2050年，世界農(nóng)業(yè)產(chǎn)量必須增加70%才能滿足預(yù)期人口增長(zhǎng)的需求。

為實(shí)現(xiàn)這種增產(chǎn)目標(biāo)，農(nóng)民需要大幅增加產(chǎn)出。因此，他們將目光轉(zhuǎn)向技術(shù)突破。

奮斗在智能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線的農(nóng)民正在使用一系列傳感器和農(nóng)場(chǎng)管理系統(tǒng)收集新的、更加顆粒狀的數(shù)據(jù)，例如濕度變化情況和植物對(duì)氮的需求，以提高農(nóng)業(yè)實(shí)踐的精確化水平。

無人機(jī)在智能農(nóng)業(yè)中也扮演著重要角色，因?yàn)闊o人機(jī)幫助農(nóng)民采取精確措施提高產(chǎn)量，同時(shí)措施本身也更有效率。無人機(jī)已經(jīng)可以幫助將規(guī)劃成本降低85%，并且在一天之內(nèi)測(cè)量1000英畝的土地。

障礙5：穩(wěn)定航向的能力

主要通過相機(jī)收集數(shù)據(jù)的無人機(jī)還面臨另一個(gè)挑戰(zhàn)：保持航向穩(wěn)定。

由于風(fēng)，雨和其他天氣因素的存在，這聽起來似乎是句廢話。即使在無風(fēng)條件下，這點(diǎn)也是適用的。無人機(jī)本身產(chǎn)生的震動(dòng)就足以讓照片發(fā)虛或不清晰——除非相機(jī)本身能保持穩(wěn)定。

在建筑物測(cè)量，災(zāi)區(qū)勘測(cè)和電影制作時(shí)，這點(diǎn)需求顯得尤其迫切。

借助位置傳感器（能夠偵測(cè)到哪怕是最輕微的顛簸，推送和振動(dòng)），穩(wěn)定后的平臺(tái)就能滿足這個(gè)需要。

結(jié)論

雖然監(jiān)管當(dāng)局為商業(yè)無人機(jī)打開了一扇門，但我們很大程度上仍處于行業(yè)發(fā)展的初期。

FAA和其他監(jiān)管當(dāng)局不斷變化得監(jiān)管要求和指導(dǎo)意見無疑將影響商業(yè)無人機(jī)行業(yè)的發(fā)展速度，但是商業(yè)無人機(jī)本身的能力也是決定行業(yè)增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。

為了促進(jìn)行業(yè)發(fā)展并幫助不斷上漲的預(yù)測(cè)成為現(xiàn)實(shí)，無人機(jī)制造商需要深入思考傳感器可以幫助無人機(jī)滿足核心競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新用例的多種方式。