無人機技術(shù)的進步備受關(guān)注

2019年6月11日在皇帝宮舉行的一次無人機會議上，無人機技術(shù)（UAV）的發(fā)展再次受到關(guān)注，該會議上公司討論了農(nóng)業(yè)測量，相機技術(shù)和無人機交付等方面的進展。Passerine Aircraft Corporation的首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Matthew Whalley考察了無人機所扮演的許多角色，從貨物交付到火災(zāi)監(jiān)控，管道和電力線檢查，安全，調(diào)查，野生動植物保護以及攝影和攝影。

他估計，每年需要監(jiān)測31800架無人機來監(jiān)視1420萬平方公里的受管理森林，而農(nóng)業(yè)則需要29.8萬架無人機。每年將需要另外150 000 UAV來監(jiān)視350萬公里的地面管道，并且需要297 000 UAV來監(jiān)視所有電力線。沃利（Whalley）認為，每年交付160公斤以下15公斤無人機的潛在需求。    Whalley表示，由于無人機具有如此巨大的潛力，因此制造無人機的行業(yè)具有巨大的潛力，并且由于南非具備在此生產(chǎn)飛機的技能，南非可以幫助滿足這一需求。

“無人機有可能革新許多行業(yè)。非洲有能力利用這一優(yōu)勢趕超并超越世界其他地區(qū)。這樣做的窗口很小，我們需要努力利用這一機會。”   

Passerine Aircraft Corporation正在開發(fā)一種跳入空中的獨特?zé)o人機，從而消除了對跑道，發(fā)射軌道或任何其他起飛輔助設(shè)備的需求。為了起飛，無人機乘坐專門設(shè)計的機器人腿跳入空中，然后降落，進入失速艙然后降落在腿上，就像鳥類一樣。沃利認為這是世界上第一個這樣的無人機。   夸祖魯-納塔爾大學(xué)的Riaan Stopforth概述了在那里進行的許多無人機研究和開發(fā)項目，該項目已經(jīng)看到該大學(xué)開發(fā)的幾種無人機，例如雙臂雙引擎NMU001固定翼飛機。   

在自動包裹遞送上已經(jīng)進行了多次測試，其中有兩架無人機在飛行中被用來放下包裹（一架小型無人機測試了0.5千克有效載荷，而翼展4米的機翼則落下了5千克有效載荷）。在一項測試中，一架無人機從75米高處將一包包裹從目標(biāo)墜落1.8米以內(nèi)。 Stopforth說UKZN一直在考慮使用無人機將包裹放到船上，并且一直在研究在隧道中飛行（在采礦業(yè)中很有用）。正在探索的其他可能性包括塔架和風(fēng)力渦輪機檢查，以及開發(fā)固定機翼垂直起飛和著陸無人機–已經(jīng)用4米固定機翼無人機進行了一些實驗。   

UKZN一直在開發(fā)飛機穩(wěn)定性和自主著陸軟件，該軟件已在模擬器和小型無人機上進行了測試。該軟件旨在使飛機從極端的操縱，晃動或其他不安全的飛行條件下恢復(fù)。根據(jù)Stopforth的說法，自動擴口非常難于管理，但是該軟件能夠做到。    Stopforth說，獲得無人機研發(fā)資金非常困難，特別是因為創(chuàng)造收入的商業(yè)工作比學(xué)術(shù)工作優(yōu)先。他呼吁在南非建立一個機器人技術(shù)中心，以吸引學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的人們一起工作，并共享人員和資源。他還呼吁業(yè)界加入學(xué)術(shù)界，并提供獎學(xué)金和培訓(xùn)。  

Exxaro Resources的高級地雷測量師Zwelethu Hlathswayo作了關(guān)于無人機在礦場恢復(fù)中的使用的演講。他說，在發(fā)現(xiàn)手工調(diào)查緩慢，困難和危險之后，無人機承擔(dān)了這項任務(wù)，并被認為是最快，最安全的庫存調(diào)查方法。它們被用于?？怂_羅位于姆普馬蘭加市貝爾法斯特的煤礦帶狀煤礦中，該煤礦每年可生產(chǎn)數(shù)百萬噸煤炭，并使其成為“互聯(lián)礦”。   

GoUAV的董事總經(jīng)理Philip Smerkovitz談到了無人機導(dǎo)航和攝像頭技術(shù)的發(fā)展。他說，實時運動（RTK）定位越來越多地運用于無人機導(dǎo)航和測量中，因為它可以對位置數(shù)據(jù)進行實時校正，從而達到厘米級的精度。例如，帶有RTK軟件的DJI Phantom 4無人機在100米的飛行高度下可以達到2.74厘米的地面采樣距離。 Smerkovitz解釋說，無人機的有效載荷正在變得越來越復(fù)雜–例如，商用DJI Matrice 210可以同時運載兩個有效載荷，并且還配備了ADS-B應(yīng)答器和防撞信標(biāo)，以便在受控空域中更安全地運行。它的有效載荷之一可以包括輻射熱像儀，它比常規(guī)熱像儀靈敏得多，因為它可以拾取小于0.5度的溫度差，從而提供兩倍的溫度測量精度。攝像機可以測量最高，最低和平均溫度，并突出顯示設(shè)定溫度范圍內(nèi)的物體，這對于尋找人員時的搜索和救援非常有用。 Smerkovitz說，無人機已經(jīng)極大地顛覆了調(diào)查行業(yè)，這是無人機技術(shù)發(fā)展最快的應(yīng)用之一。例如，使用無人機測量35米高的手機發(fā)射塔僅需4.5分鐘，其速度大大加快，并且比手動測量發(fā)射塔便宜80％。使用專業(yè)軟件，可以自動生成模型，地圖和比較分析點。   

南非Aerobotics公司無人機操作助理Matthew Davis就農(nóng)業(yè)調(diào)查中的無人機作了介紹。他說，病蟲害每年造成20-30％的產(chǎn)量損失，但是可以通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)查減少損失。 Aerobotics的解決方案是使用無人機為果園中的每一棵樹創(chuàng)建3D模型，從而使其性能可以隨時間進行監(jiān)控。    

他說，Aerobotics是唯一一家按樹木進行農(nóng)作物調(diào)查的公司，最近在其數(shù)據(jù)庫中記錄了3000萬棵樹木，其中40％的南非夏威夷堅果農(nóng)民和50％的柑桔農(nóng)民使用Aerobotics。盡管該公司開始于南非，但它正在擴展到美洲和世界其他地方。   

Aerobotics正在研究一種新工具，通過識別樹上的每種水果來預(yù)測農(nóng)作物產(chǎn)量。目前，它仍在開發(fā)軟件，這是一個繁瑣的過程，因為必須手動計算樹木以使數(shù)據(jù)與UAV看到的內(nèi)容相關(guān)聯(lián)。該公司正在開展的另一個未來項目是病蟲害檢測。這也是一個繁瑣的過程，因為需要分析數(shù)百張?zhí)幱诓煌A段的患病植物的照片，才能使機器學(xué)習(xí)正常工作。   戴維斯說，在農(nóng)業(yè)上使用無人機有很多好處，因為它們可以節(jié)省時間和資源，減少損失并提高產(chǎn)量，最終使農(nóng)民獲得更好的投資回報。無人機也有望成為有效的農(nóng)作物噴霧器，因為它們可以編程為僅噴灑單個樹木，從而節(jié)省了農(nóng)藥。     Aerobotics從三年的衛(wèi)星數(shù)據(jù)包（可跟蹤農(nóng)作物的變化）到季節(jié)性農(nóng)作物監(jiān)測服務(wù)（從每公頃R50起）開始，為農(nóng)民提供多種服務(wù)。如果農(nóng)民使用Aerobotics提供的新穎軟件駕駛自己的無人機，則成本將降低到每公頃R30。   

在監(jiān)管方面，LNP律師總監(jiān)Ricardo Pillay考察了使用無人機和監(jiān)管框架的風(fēng)險和影響。他指出，自南非民航局（SACAA）于2015年7月實施無人飛行器法規(guī)以來，所有用于商業(yè)目的的無人飛行器都受到嚴(yán)格的規(guī)定：商業(yè)需要遠程駕駛空中系統(tǒng)（RPAS）運營商證書（ROC），公司和非營利性運營機構(gòu)，并且還需要航空服務(wù)許可證（ASL）。但是，SACAA出現(xiàn)了嚴(yán)重的延誤，在340份申請積壓中，只有20多家公司收到了ROC。還備份了飛行批準(zhǔn)書，有500份未決申請。  

皮萊建議，為緩解繁瑣的無人機法規(guī)，應(yīng)在低風(fēng)險和高風(fēng)險運營商之間進行區(qū)分。他說，監(jiān)管機構(gòu)還需要分配更多資源來許可申請，并可能將流程數(shù)字化。他說：“隨著天空變得擁擠，需要更全面的監(jiān)管制度。”