數(shu)(shu)字(zi)工(gong)(gong)業(ye)(ye)催生(sheng)無人(ren)(ren)機巡(xun)檢巡(xun)邏需求高(gao)速增(zeng)長 “新基建”加速數(shu)(shu)字(zi)城市(shi)時(shi)代的來臨(lin)，工(gong)(gong)業(ye)(ye)無人(ren)(ren)機的應用(yong)需求迎來新拐點。但在(zai)工(gong)(gong)業(ye)(ye)無人(ren)(ren)機實際應用(yong)中(zhong)，存在(zai)人(ren)(ren)員及通勤(qin)成本高(gao)，人(ren)(ren)員缺(que)口數(shu)(shu)量大，戶外工(gong)(gong)作環境艱(jian)苦；人(ren)(ren)工(gong)(gong)操控無人(ren)(ren)機操控難度高(gao)，巡(xun)飛(fei)精(jing)度和一致性差；時(shi)效性難以保證，無人(ren)(ren)機巡(xun)邏不能即時(shi)應對突(tu)發事(shi)態……等多種問(wen)題，這也制約了工(gong)(gong)業(ye)(ye)無人(ren)(ren)機的快速落地(di)。無人(ren)(ren)機的人(ren)(ren)工(gong)(gong)現場操控越來越難以滿足行業(ye)(ye)無人(ren)(ren)機應用(yong)的快速發展需求。

如(ru)何解(jie)決(jue)這些應用中(zhong)的難點(dian)(dian)和痛點(dian)(dian)？無人機能否實現全自動的飛行(xing)作(zuo)業？

在工業無(wu)人機(ji)應用(yong)領域，無(wu)人機(ji)全(quan)自(zi)動(dong)(dong)飛行系統(tong)近(jin)年(nian)來逐步(bu)落地(di)，從試點走向規模應用(yong)。無(wu)人機(ji)全(quan)自(zi)動(dong)(dong)飛行系統(tong)中(zhong)的核心(xin)產品之一(yi)就是“無(wu)人機(ji)自(zi)動(dong)(dong)機(ji)場”。

什么是無人機自動機場？

或者說，要(yao)(yao)實現無人機的全自動飛行作(zuo)業，我們要(yao)(yao)解決哪(na)些問題？

要實現全自動(dong)飛行作業，無人機在作業地自動(dong)起降巡檢，必須(xu)得滿(man)足：

1. 無(wu)人(ren)機的(de)野外存(cun)放問(wen)題，無(wu)需通勤，足不出戶即可實現(xian)一鍵(jian)飛行；

2. 無(wu)人機的自(zi)(zi)動起降問題，通過定位和前識別能自(zi)(zi)動高精度(du)的降落(luo)到(dao)戶外存放裝置中(zhong)；

3. 無(wu)人(ren)(ren)機的(de)電(dian)池充能問題，儲存裝(zhuang)置能實(shi)現自動化(hua)的(de)給無(wu)人(ren)(ren)機充電(dian)。

“無人(ren)機自動(dong)(dong)機場”因此誕生，存(cun)放的(de)(de)問題容易(yi)解決(jue)，有(you)一個密閉空間即可，通(tong)過機械化(hua)裝置實現(xian)飛行平臺的(de)(de)升降和艙(cang)門(men)開合，市場上(shang)能見到的(de)(de)無人(ren)機自動(dong)(dong)機場都(dou)是同樣(yang)實現(xian)。

解決無(wu)人機(ji)(ji)電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)問題(ti)，為什么會有充電(dian)(dian)機(ji)(ji)場和換電(dian)(dian)機(ji)(ji)場這(zhe)兩種(zhong)形式？

我們以(yi)電(dian)(dian)(dian)動(dong)剃須刀(dao)舉(ju)例，電(dian)(dian)(dian)動(dong)剃須刀(dao)既可(ke)以(yi)通過(guo)電(dian)(dian)(dian)源接口充(chong)電(dian)(dian)(dian)，直接把(ba)充(chong)電(dian)(dian)(dian)頭接入剃須刀(dao)來(lai)進行充(chong)電(dian)(dian)(dian)，也(ye)(ye)可(ke)以(yi)通過(guo)更換充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池保持電(dian)(dian)(dian)量，即可(ke)以(yi)換上新電(dian)(dian)(dian)池的同時把(ba)低(di)電(dian)(dian)(dian)量電(dian)(dian)(dian)池拔下來(lai)充(chong)電(dian)(dian)(dian)。兩種都(dou)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)充(chong)能(neng)問(wen)題，這也(ye)(ye)是(shi)市場為什么(me)會有兩種無人機(ji)自動(dong)機(ji)場形態(tai)。

無人機自動(dong)機場是如何實現電池充能(neng)的(de)？

換(huan)電機(ji)場采用高(gao)精度機(ji)械臂，將電池(chi)(chi)(chi)從無(wu)人(ren)機(ji)上取下(xia)，置(zhi)入電池(chi)(chi)(chi)倉(cang)中(zhong)充電，再從電池(chi)(chi)(chi)倉(cang)中(zhong)取出滿電電池(chi)(chi)(chi)安裝到無(wu)人(ren)機(ji)上。這種(zhong)最大的好(hao)處是，可以(yi)在機(ji)場內部放置(zhi)多(duo)組電池(chi)(chi)(chi)，通過機(ji)械臂實現輪(lun)換(huan)使用，間(jian)隔時間(jian)只需(xu)幾分鐘(zhong)。

充(chong)(chong)(chong)電(dian)機(ji)(ji)(ji)場采(cai)(cai)用接觸式(shi)充(chong)(chong)(chong)電(dian)方式(shi)，當無(wu)人(ren)機(ji)(ji)(ji)降落后，歸(gui)(gui)中(zhong)機(ji)(ji)(ji)構(gou)會(hui)歸(gui)(gui)位并夾緊無(wu)人(ren)機(ji)(ji)(ji)，歸(gui)(gui)中(zhong)機(ji)(ji)(ji)構(gou)上的充(chong)(chong)(chong)電(dian)接口(kou)與無(wu)人(ren)機(ji)(ji)(ji)上的充(chong)(chong)(chong)電(dian)接口(kou)進(jin)行(xing)(xing)(xing)接觸式(shi)充(chong)(chong)(chong)電(dian)，充(chong)(chong)(chong)電(dian)時(shi)(shi)間較長。目前行(xing)(xing)(xing)業內也在(zai)研(yan)究快(kuai)速充(chong)(chong)(chong)電(dian)技術，但快(kuai)充(chong)(chong)(chong)技術還不夠成熟，暫時(shi)(shi)并未(wei)被品牌無(wu)人(ren)機(ji)(ji)(ji)廠商采(cai)(cai)用。快(kuai)充(chong)(chong)(chong)會(hui)帶來(lai)電(dian)池(chi)(chi)穩定以及使用壽命等問題，主(zhu)要原(yuan)因(yin)是快(kuai)充(chong)(chong)(chong)的時(shi)(shi)候電(dian)池(chi)(chi)電(dian)芯會(hui)大量發熱(re)導(dao)致電(dian)池(chi)(chi)鼓包(bao)失效，除非提供高效的散熱(re)方式(shi)，比如采(cai)(cai)用水冷方式(shi)，另外無(wu)人(ren)機(ji)(ji)(ji)剛剛返(fan)航后，需要對電(dian)池(chi)(chi)進(jin)行(xing)(xing)(xing)冷卻一段(duan)時(shi)(shi)間再進(jin)行(xing)(xing)(xing)充(chong)(chong)(chong)電(dian)，這也影響了無(wu)人(ren)機(ji)(ji)(ji)充(chong)(chong)(chong)電(dian)速度。

兩種充(chong)能方(fang)式帶來的作業(ye)頻(pin)次區別在哪？

換(huan)電(dian)3分鐘 VS 充電(dian)1-2小時(shi)

換(huan)電3分鐘：飛機(ji)(ji)自主降落(luo)到起降平臺，平臺回(hui)落(luo)至機(ji)(ji)艙(cang)同(tong)時關閉艙(cang)門，高精度機(ji)(ji)械臂給無(wu)人機(ji)(ji)更換(huan)電池，只需3分鐘即(ji)可完(wan)成換(huan)電與再(zai)次起飛。據(ju)復亞智(zhi)能的(de)官(guan)方(fang)數據(ju)顯示，機(ji)(ji)場內置4組電池，電池更換(huan)、再(zai)次起飛的(de)作業間(jian)隔時間(jian)為(wei)3分鐘，據(ju)了(le)解復亞智(zhi)能也是換(huan)電形式(shi)無(wu)人機(ji)(ji)自動機(ji)(ji)場的(de)主要頭部廠商之一。

充(chong)電(dian)(dian)1-2小時(shi)：飛機(ji)降落(luo)后，通過接觸(chu)式的(de)充(chong)電(dian)(dian)方式給無人(ren)機(ji)進行充(chong)電(dian)(dian)。作業間隔時(shi)間主要為降落(luo)時(shi)間+電(dian)(dian)源充(chong)電(dian)(dian)時(shi)間，以大疆工(gong)業無人(ren)機(ji)經緯M系列為例，飛行20～30分鐘后，在(zai)電(dian)(dian)池(chi)低電(dian)(dian)量狀態(tai)下取出電(dian)(dian)池(chi)充(chong)電(dian)(dian)，電(dian)(dian)池(chi)充(chong)滿(man)電(dian)(dian)量平均需要1-2小時(shi)左(zuo)右。采用無人(ren)機(ji)品牌官方配套(tao)充(chong)電(dian)(dian)裝(zhuang)置(zhi)的(de)無人(ren)機(ji)自動機(ji)場廠商充(chong)電(dian)(dian)時(shi)間基本如(ru)此。

兩種(zhong)無人機自動機場適配的不同應用場景(jing)有哪些？

不同行(xing)業(ye)的無人機作業(ye)頻(pin)次、飛行(xing)環境都(dou)略有(you)差別(bie)，但(dan)總(zong)體來講，可以分成(cheng)兩類(lei)，一類(lei)是用于(yu)巡(xun)邏，一類(lei)是用于(yu)巡(xun)檢。

換(huan)電機場(chang)：巡(xun)邏場(chang)景(jing)(jing)往(wang)(wang)往(wang)(wang)高(gao)頻，每(mei)天都需(xu)要(yao)多次(ci)巡(xun)視，遇到突發(fa)事(shi)件還(huan)需(xu)要(yao)快速到達(da)現(xian)場(chang)，比(bi)如，交通的(de)巡(xun)邏、水利(li)的(de)巡(xun)邏、安防(fang)巡(xun)邏高(gao)頻的(de)應用(yong)場(chang)景(jing)(jing)，以及應急(ji)需(xu)求，能(neng)隨(sui)時起飛場(chang)景(jing)(jing)，對飛行頻次(ci)、再次(ci)起飛時間都有較高(gao)的(de)要(yao)求。這類場(chang)景(jing)(jing)往(wang)(wang)往(wang)(wang)需(xu)要(yao)換(huan)電的(de)自(zi)動機場(chang)來滿(man)足。

充電(dian)(dian)機場：巡(xun)檢(jian)場景頻次沒那么高(gao)(gao)，多數設備只需(xu)定期(qi)巡(xun)檢(jian)即可，對于作業間隔時間沒有較高(gao)(gao)的要求(qiu)，比如光伏(fu)巡(xun)檢(jian)、風電(dian)(dian)巡(xun)檢(jian)、電(dian)(dian)力(li)桿塔的巡(xun)檢(jian)，因此充電(dian)(dian)機場可以滿(man)足。

兩種無人機自動機場的性能及價格對比(bi)

相(xiang)比充(chong)電機場，換電機場有較高(gao)技(ji)術門(men)檻。

換電形(xing)式(shi)的(de)(de)無人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)自(zi)動機(ji)(ji)(ji)場(chang)對(dui)運(yun)動路徑(jing)、重復(fu)精(jing)度有較高(gao)的(de)(de)要求。需考(kao)慮結合無人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)外觀形(xing)態重復(fu)考(kao)慮機(ji)(ji)(ji)械(xie)臂(bei)的(de)(de)運(yun)動軌跡，這(zhe)樣機(ji)(ji)(ji)械(xie)臂(bei)才能(neng)(neng)以最輕量(liang)化的(de)(de)體積和運(yun)動路徑(jing)、運(yun)動時(shi)間進(jin)行電池(chi)的(de)(de)更換，重復(fu)運(yun)動精(jing)度達不到(dao)，機(ji)(ji)(ji)械(xie)抓手裝置可能(neng)(neng)會對(dui)無人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)造成破壞。對(dui)于換電形(xing)式(shi)的(de)(de)自(zi)動機(ji)(ji)(ji)場(chang)的(de)(de)廠商來說(shuo)，技術一旦成熟，對(dui)后進(jin)入(ru)的(de)(de)跟風廠家也是一種時(shi)間壁壘。據了解，以復(fu)亞智能(neng)(neng)為代表的(de)(de)換電自(zi)動機(ji)(ji)(ji)場(chang)已實現了高(gao)度穩定性。

相比換電(dian)機(ji)場(chang)(chang)，充電(dian)機(ji)場(chang)(chang)因結構簡單有(you)相對價格優勢。

換電(dian)形式(shi)的無人(ren)(ren)機(ji)自動機(ji)場(chang)，零部(bu)件少機(ji)械結構(gou)簡單(dan)，主要機(ji)械結構(gou)在于平臺升(sheng)降、無人(ren)(ren)機(ji)歸中以及艙門(men)閉合。目前復亞也提供充電(dian)版本自動機(ji)場(chang)。

無(wu)人機自動機場還有哪些必備功能？

高度可(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)復(fu)雜環境適應能(neng)力(li)，由于自動(dong)機(ji)(ji)場(chang)(chang)長(chang)期(qi)在(zai)(zai)野外存(cun)放(fang)作業(ye)，對(dui)于惡劣天(tian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)、極端(duan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溫(wen)要有較(jiao)大的(de)(de)(de)適應性，滿足(zu)多環境下的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)條件。機(ji)(ji)場(chang)(chang)內部溫(wen)度的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)尤為(wei)(wei)重要，無人機(ji)(ji)電池在(zai)(zai)外部溫(wen)度0～45度的(de)(de)(de)范圍內才(cai)能(neng)正常(chang)充(chong)放(fang)電，自動(dong)機(ji)(ji)場(chang)(chang)必須(xu)配備(bei)智(zhi)能(neng)溫(wen)度控(kong)制(zhi)系統，才(cai)能(neng)在(zai)(zai)中部地區夏季的(de)(de)(de)極端(duan)高溫(wen)天(tian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)下正常(chang)作業(ye)，以及(ji)北方冬天(tian)零下40度的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)溫(wen)下正常(chang)作業(ye)。同時(shi)(shi)，自動(dong)機(ji)(ji)場(chang)(chang)還需具備(bei)濕度控(kong)制(zhi)模塊，才(cai)能(neng)在(zai)(zai)南方潮濕的(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)中正常(chang)作業(ye)，野外蚊(wen)蟲老鼠遍布(bu)，對(dui)于自動(dong)機(ji)(ji)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)防護能(neng)力(li)也有較(jiao)高的(de)(de)(de)要求。氣(qi)(qi)(qi)(qi)象(xiang)觀測(ce)能(neng)力(li)，能(neng)夠為(wei)(wei)地面氣(qi)(qi)(qi)(qi)象(xiang)觀測(ce)提(ti)供實時(shi)(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)象(xiang)信(xin)息(xi)，并(bing)自動(dong)判斷起飛環境，確保無人機(ji)(ji)飛行安(an)全。