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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具在剛剛過去的農(nóng)業(yè)作業(yè)季里，搭載天大自主研發(fā)的高可靠、穩(wěn)定飛行控制系統(tǒng)的無人機(jī)已為超過100萬畝作物噴灑藥劑，使用噴劑900多噸，為北至黑龍江、南至海南的農(nóng)業(yè)作物撐起一道“保護(hù)傘”。天津大學(xué)自動化學(xué)院教授齊俊桐帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)10余年來致力于給無人機(jī)造智能化的“大腦”和“手臂”，智能化無人機(jī)不僅在我國農(nóng)業(yè)植保、物流、電網(wǎng)巡檢等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮了關(guān)鍵作用，還使中國的相關(guān)產(chǎn)業(yè)走入世界前列，展露鋒芒。
圖為無人機(jī)做電網(wǎng)巡檢
與美國相對成熟的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)相比，目前中國的無人機(jī)主要分為消費(fèi)級和商業(yè)級兩大類。消費(fèi)級無人機(jī)多用于航拍、表演，商業(yè)級無人機(jī)則需憑借人工智能控制系統(tǒng)應(yīng)用到各個行業(yè)領(lǐng)域，助人類一臂之力。
“相比消費(fèi)級無人機(jī)身邊相伴的飛鳥、白云美景，商業(yè)級無人機(jī)常常打交道的是密布的高壓電線和農(nóng)作物，無論環(huán)境合不合適，都要完成飛行任務(wù)?！饼R俊桐描述說。
通常而言，商業(yè)應(yīng)用一般會指定環(huán)境，比如輸電線路的巡檢，快遞物流。無論有什么樣的建筑物阻擋，什么樣的交叉跨越，智能無人機(jī)必須要完成任務(wù)，這就要求它不僅要有“小腦”，更重要的是運(yùn)用“大腦”。與人類一樣，“小腦”負(fù)責(zé)平衡穩(wěn)定，“大腦”用來判斷環(huán)境感知和判別能力?！拔覀円専o人機(jī)‘看到并判斷’周圍復(fù)雜的環(huán)境，既能找到回“家”的路，還能與環(huán)境產(chǎn)生更緊密的交互，同時具備學(xué)習(xí)能力和數(shù)據(jù)分析能力?！饼R俊桐介紹說。
圖為齊俊桐團(tuán)隊(duì)（前排左一為齊俊桐）
齊俊桐團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的自適應(yīng)飛控算法，將復(fù)雜環(huán)境感知的多傳感器數(shù)據(jù)融合導(dǎo)航技術(shù)和多余度、高可靠飛行控制技術(shù)及先進(jìn)控制算法融會貫通，應(yīng)用到各式無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)上，相當(dāng)于為無人機(jī)裝上了“大腦”。
在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，齊俊桐團(tuán)隊(duì)研制的智能無人機(jī)噴灑農(nóng)藥飛控系統(tǒng)，使無人機(jī)在藥劑噴灑時，不僅從溫度、濕度、保存、防水等方面達(dá)到了工業(yè)級要求，而且能夠適應(yīng)田間的惡劣環(huán)境?！盁o人機(jī)噴藥不但不會破壞作物，而且風(fēng)吹后葉子翻飛，更容易給葉子的背面施藥，同時增加了半自動等寬噴灑、全自動噴灑等多種適用于農(nóng)田作業(yè)的功能，且更大程度減輕操作人員使用的復(fù)雜性?！饼R俊桐表示。
除了具備“大腦”，智能無人機(jī)還可以擁有無形的“手臂”。齊俊桐團(tuán)隊(duì)將物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算技術(shù)與自動化控制技術(shù)結(jié)合，研發(fā)了全國最大規(guī)模的空中無人化作業(yè)整體解決方案—— “百思智云”云平臺，既可以為廠商、飛防（通過植保無人機(jī)對農(nóng)作物進(jìn)行噴灑藥劑，降低病蟲災(zāi)害的作業(yè)方式）團(tuán)隊(duì)提供了大數(shù)據(jù)服務(wù)，還可以為相關(guān)監(jiān)管部門提供了參考思路。在今年4月至8月的農(nóng)業(yè)作業(yè)季期間，該平臺收到了超過8000多萬條有效數(shù)據(jù)，涉及作業(yè)面積、作業(yè)次數(shù)、飛防時間、噴灑藥劑數(shù)量、飛防金額等內(nèi)容。
智能化無人機(jī)還可以代替人進(jìn)行長距離、復(fù)雜環(huán)境的巡檢工作，如輸電線路的巡檢、輸油線路的巡檢，及移動鐵塔的巡檢、光伏的巡檢等。
圖為智能無人機(jī)為農(nóng)田灑藥劑
傳統(tǒng)人工巡檢需要人拿著望遠(yuǎn)鏡，查看線路，人工成本高、工作效率低、巡檢效果也不能保證，而利用智能化無人機(jī)開展工作，巡視效率約是人工的6倍到10倍。對于導(dǎo)線上外飄物隱患的處理，傳統(tǒng)人工需要5至8小時，且線路需要停電，而無人機(jī)可以帶電作業(yè)，并在15至20分鐘內(nèi)快速清除外飄物。無人機(jī)若搭載紅外測溫設(shè)備，大約10分鐘就能完成過去約40分鐘的人工登塔測溫作業(yè)，工作效率提升了4倍?！斑@也對無人機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，還有操作模式、流程提出了更高的要求?！饼R俊桐表示。目前，團(tuán)隊(duì)研制的智能無人機(jī)已在南方偏遠(yuǎn)地區(qū)開展電力巡檢作業(yè)。
近幾年，齊俊桐團(tuán)隊(duì)主要致力于對大型有人直升機(jī)進(jìn)行無人化改造。無人化改造的基本思路是沿用有人直升機(jī)的發(fā)動機(jī)、旋翼、傳動等主體結(jié)構(gòu)，通過對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和電氣改造，加裝飛行控制系統(tǒng)，可以協(xié)助或代替人類開展森林防火、巡查、物流運(yùn)輸、救災(zāi)搶險等工作。該團(tuán)隊(duì)率先掌握了國際領(lǐng)先的核心技術(shù)，并且已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)100公斤至3噸直升機(jī)的改造工作。依靠持續(xù)自主研發(fā)，齊俊桐團(tuán)隊(duì)被該領(lǐng)域世界權(quán)威雜志《Journal of Field Robotics》（《野外機(jī)器人》）評選為“全球十個最有影響力的飛行機(jī)器人研發(fā)及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)”，這標(biāo)志著中國的無人機(jī)技術(shù)開始邁入世界先進(jìn)行列。
圖為“百思農(nóng)場”平臺APP
在四川雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級強(qiáng)烈地震時，齊俊桐曾與同事們帶著智能無人機(jī)和相關(guān)設(shè)備奔赴災(zāi)區(qū)。他們與地震搜救中心的隊(duì)員匯合后，每到一個地方，先用無人機(jī)排查一遍，收集好數(shù)據(jù)之后，救援隊(duì)成員再根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)開展搜救活動?！澳鞘俏沂畮啄隉o人機(jī)生涯中終生難忘的三天。當(dāng)下，我們的生活、工作環(huán)境正在因人工智能悄然發(fā)生改變，我們將受惠于這種改變，并樂于投身其中，努力將人從復(fù)雜的環(huán)境中解放出來，這也是我們的初心。”齊俊桐說。
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