定制化无人机编队的好处有哪些?

致力打造“会飞的空中媒体”

以夜空为舞台、地标建筑为背景,结合品牌传播需求,智能化操控多台飞行器在指定空域呈现及变换信息,形成美轮美奂的光影佳作,达到品牌传播效果。

新颖和环保的夜空华丽佳作,备受各大媒体的关注和报道,更容易触发观众自行拍摄图片和视频在社交平台进行分享交流。在多次品牌活动中均超过亿次转发传播量,轻松收获千万元级传播效果

结合品牌传播的需求,编队飞行内容可完全由品牌定制。通过飞行器灯光颜色变化和三维空间中动态变换形成定制造型展示在夜空之上,汇成宛如一幕会飞的LED屏,用光影书写文字、图案,形成夜空中华丽天幕。

一人一台电脑即可控制超过千台飞行器完成编队表演任务,
区别于传统飞手人力控制的编队表演模式,既可以自由地调整编队飞行器的数量,又能大幅度降低飞行编队的成本。

编队采用传感器双备份多冗余设计的 举报,一经查实,本站将立刻删除。如若转载,请注明出处:/wurenjipinpai/640/

}

  了不起的事情无时无刻不在深圳发生。

  7月1日,5200架无人机在深圳市龙岗区大运体育中心的夜空升腾而起,用光影组合再现建党百年历程,以高科技手段致敬盛世华章,热烈庆祝党的百年华诞。

  绚烂的飞行秀是深圳无人机产业蓬勃发展的一个缩影。依托创新优势和产业集聚,深圳涌现出大疆创新、一电航空、科比特等一批知名无人机企业,成为全球主要的无人机生产基地,是当之无愧的“无人机之都”。据2020年统计数据显示,深圳拥有超过1200家无人机企业,产值达500亿元,其中,消费级无人机占全球74%的市场份额,工业级无人机占全球55%的市场份额。以高质量制造水平领跑无人机产业,充分体现了深圳市场主体的科技创新活力,也折射出深圳一流的税收营商环境。

  税务助推,扶持企业转型成长

  夜幕中用光影组合再现建党百年历程的5200架无人机,是深圳市高巨创新科技开发有限公司(以下简称“高巨创新”)开发的明星产品“EMO”。这场表演由5200个光源构成,难度系数高、持续时间长、造型样式多,当晚就刷新了“最多无人机同时飞行”等4项吉尼斯世界纪录。不积跬步,无以至千里。高巨创新的前身是一家生产塑胶电子产品的企业,属于典型的劳动密集型加工制造企业。2014年,随着本土制造业的不断升级,企业开始谋求转型发展,在“摸着石头过河”中缓慢前行。高巨创新法定代表人高建民回忆道:“那段时间,龙岗区税务部门经常开展走访调研,对我们进行详细的政策辅导,帮助我们坚定转型决心,鼓励我们走‘智造’之路。得益于税务部门的建议和提醒,我们找到了更好、更合适的发展方向。”利用自身在生产制造方面的优势,高巨创新弥补了无人机在生产工艺上的不足,通过研发,大幅提升了无人机的载重能力、抗干扰能力和飞行稳定性。此后,高巨创新专心致力于无人机遥控传输系统的研发与设计,拥有了一条从产品研发、模具制造、加工处理到产品组装的完整无人机生产制造技术链条,获得了国家各类专利206项。“减税降费政策助我们轻装上阵。2018―2020年,公司享受研发费用加计扣除优惠从256万元增加到401万元。今后,我们会继续利用各项税收优惠红利加大研发投入力度,根据不同行业、不同客户、不同地区的要求,定制化完成无人机产品和编队表演的研发生产。”高巨创新财务经理赵燕表示。

  茁壮成长的高巨创新是深圳传统制造业向先进制造业转型升级的写照,是深圳无人机产业从无到有再到精的完美演绎,也是地方政府和相关行业协会不懈努力结出的果实。2013年,深圳市制定《深圳市航空航天产业发展规划(2013―2020年)》,将无人机作为重点和优先发展领域;2018年,深圳市制定《深圳地区无人机飞行管理试点方案》等,推动统筹无人机管理;2021年5月21日,由深圳市无人机行业协会、深圳市安防行业协会等联合编写的《商业无人机数据链与存储规范》及《反无人机技术规范》团体标准发布,完善行业技术规范体系,推动无人机行业健康发展。

  随着深圳本土企业产品的走红,深圳成为无人机创业的首选之地,众多无人机企业如雨后春笋般成长起来。深圳大漠大智控技术有限公司(以下简称“大漠大智控”)正是其中之一,这支平均年龄不到28岁的年轻团队的快速成长得益于深圳提供的广阔空间,也得益于一路相伴的“税动力”。

  受新冠肺炎疫情影响,大漠大智控一度陷入资金困境。深圳市龙华区税务部门及时关注到其面临的困难,专门对企业开展了税收优惠政策“一对一”辅导。“龙华区税务部门及时推送了研发费用加计扣除等政策,还到我们公司进行‘面对面’辅导。2020年,公司享受增值税进项加计抵减10%优惠政策8万元,研发费用加计扣除244万元。”大漠大智控财务负责人刘春巧开心地说,2021年上半年,大漠大智控销售收入超过1300万元,同比增长33.4%。“无人机制造作为高科技行业,在企业所得税减免、增值税税率降低、研发费用加计扣除等方面均可不同程度受惠,这对整个行业增加研发投入、扩大生产规模、转型升级等起到了显著的支撑作用。”国家税务总局深圳市龙岗区税务局税政科科长吴健说。据统计,2020年,深圳市落实鼓励高新技术类税收减免超800亿元,深圳的国家高新技术企业已从2012年2016户增长到2020年1.8万户。

  精细服务,助力企业“快马加鞭”

  2020年,深圳市出口规模连续28年居全国外贸城市首位。其中,无人机出口额达180亿元,占全国约八成份额。庞大的出口规模意味着大量的出口退税需求。依托数字化转型,国家税务总局深圳市税务局不断加快退税审核进度,压缩审核周期,正常业务平均办理时间缩短至5个工作日,帮助无人机出口企业及时拿到“真金白银”,有效盘活经营资金链。

  “税务部门快速高效地办理出口退税,一定程度上缓解了公司遇到的阶段性资金困难,让公司在创新驱动发展上敢于迈出更大的步伐。”深圳天鹰兄弟无人机创新有限公司(以下简称“天鹰兄弟”)总经理助理金穗说。基于互联网应用以及深圳市无人机供应链的产业优势,天鹰兄弟专注于工业和农业领域无人机技术的创新研发与生产,成立短短6年,已迅速成为全国农用无人机的领先者,是国内少数具备单旋翼和多旋翼无人机硬件平台发明创新设计和软件平台开发能力的创新型科技企业,曾一举获得“2020中国无人机十大创新品牌(植保类)”和“2020中国无人机领航者”的称号。2021第二十二届中国国际农用化学品及植保展览会上,天鹰兄弟携其研发的混动无人机S22登场,备受关注。

  在金穗看来,税务部门一直是他们的“及时雨”:“今年6月,刚推出‘十税合一’申报的时候,公司财务人员有点懵,没想到龙岗区税务干部刘锦发发来了微信视频,教我们申报。在税务干部的帮助下,我们还对出口业务申报系统进行了升级,提前一周完成出口退税申报,及早拿到了退税款。”

  让纳税人缴费人享受“极速”、体验“秒办”,是深圳市税务局努力追求的目标之一。今年7月,深圳市税务部门将“学党史、办实事”与深化税收征管改革、“我为纳税人缴费人办实事暨便民办税春风行动”紧密结合,一次性推出要素化集成申报、扫码登录、“电税帮”互动咨询等5项电子税务局办税新功能,送上了智能办税升级“大礼包”。“近年来,深圳市税务局的服务越来越人性化、精细化、智能化,‘@深税’、电子税务局等互联网平台助企业办税大大增速,点赞!”金穗在得知电子税务局的新功能后有感而发。

  税务同行,为产业链发展护航

  “不出南山区,就能够造出一架完整的无人机。”在2021第五届世界无人机大会暨第六届深圳国际无人机展上,中国欧洲经济技术合作协会会长杨拴昌这样评价。

  作为我国较早从事无人机产品生产和技术研发的城市,深圳具有完整的无人机产业链条。在上游设计环节,早期航模业和碳纤维产业为产业链发展打下了基础;在中游整机生产环节,发达的芯片和手机电子行业为无人机生产所需的零部件设计和研发能力赋能;在下游运维服务环节,深圳孕育了丰富的无人机驾驶培训机构。

  位于深圳市宝安区的欣旺达电子股份有限公司(以下简称“欣旺达”)是一家专攻锂电池的企业,已成为国内锂能源领域设计能力最强、配套能力最完善、产品系列最多的锂离子电池模组制造商之一,是全球锂离子电池领域的领军企业。早在2015年,欣旺达就与深圳市大疆创新科技有限公司在无人机、云台增稳系统领域展开合作,相继合作开发设计了多款消费级无人机、植保无人机、云台稳定器以及相关周边产品的电池。对于欣旺达来说,随着未来无人机领域应用更加广泛,企业会迎来更广阔的发展机遇。

  “深圳良好的营商环境和政策扶持力度,为企业创新发展积蓄了力量。”欣旺达总裁王威说,“从研发投入到科技成果转化,税收扶持让企业如鱼得水。”近年来,欣旺达收获的减税红包沉甸甸的:2018―2020年,累计享受税收减免3.48亿元,每年平均享受研发费用加计扣除政策减免税款约7200万元,高新技术企业所得税减免约4400万元。

  作为无人机产业下游运维服务平台,深圳市龙岗区无人机测试场也感受到了税务部门的真诚服务。其由深圳市龙岗区产业投资服务集团有限公司(以下简称“产服集团”)建设运营,是华南地区首个、全国第五个无人机测试场地。作为重要的无人机公共服务平台,产服集团补足了深圳市无人机产业链上的测试环节,为促进深圳无人机行业高端化发展提供了有力支撑。

  “2020年,税务部门主动电话连线我们的办税人员,对扶贫、疫情捐赠等涉税业务进行专门辅导,告知疫情捐赠物资允许在计算企业所得税应纳税所得额时全额扣除,并可享受免征增值税等税收政策。”产服集团副总经理叶伟青说。税费优惠助推企业在疫情后期快速复工复产,保证了无人机测试场能在深圳经济特区成立40周年、建党100周年等关键时间点,及时为无人机表演提供训练场地。截至2021年6月30日,产服集团已会同高巨创新、深圳大学城、深圳市三模协会等无人机企业、高校、航模协会,累计组织了1054批次试飞活动。“在国家政策和税务部门的支持下,我们对未来发展充满信心。”叶伟青表示,企业计划在龙岗区大力推进无人机产业园建设,打造集研发、生产、销售、展示、旅游、教育、服务于一体的专业化园区――大运无人机产业园,引导深圳无人机产业链资源、技术、上中下游企业等在园区集聚发展。

}

据苏黎世大学(University of Zurich)消息,苏黎世大学的科学家们开发出了一套更加神奇的导航算法,能够让四轴无人机群表演一些让人感到印象深刻的空中杂技。研究团队希望新算法有助于提升无人机的飞行速度,以及在搜救等领域的工作效率。

苏黎世大学机器人学教授 Davide Scaramuzza 表示,通过算法学习,无人机可掌握对最优秀的人类飞行员也极具挑战性的杂技动作。为了把这些手工飞行技巧应用于自动控制系统,苏黎世大学团队开发了一种AI神经网络算法,模拟飞行实现类似杂技动作的飞行表演。在这种AI神经网络算法中,无人机可轻松模拟不同的轨迹、路径和杂技动作,并且不会对无人机造成物理上的损坏。

经过在模拟器上进行几个小时的训练,配备了特殊导航算法的四轴飞行器就可以利用机载摄像头和传感器,为一系列杂技动作实现各种控制指令,比如滚筒翻转、折返、高推力爬升、角加速度机动等。

此外,研究团队希望新算法能够延长无人机的续航距离和飞行时间,以期在搜救、无人机交付等领域发挥更加切实有效的作用。

其实,无人机空中表演在国内已经很成熟了,但几家公司开发了集群控制算法以后,就停留在商业模式上,没有再进行深度的研究。把AI算法引入集群控制是无人机空中控制的一条更深更广阔的应用,未来不仅仅在民用,在军用上也将有更大的想象空间。

说到集群控制,下面我们就目前无人机自主控制这方面来详细了解一下:

目前无人机自主控制,可分为6个等级

1、完全机构化的控制方案和策略,对自身和环境变化没有做出反应的能力;(自动控制)

2、能够适应对象和环境的不确定性,具有变参数、变结构的能力;

3、具有故障实时诊断、隔离、和根据故障情况进行系统重构能力;

4、能够根据变化的任务和态势决策及任务重规划的能力;

5、具有与其它单体或系统进行交互、协同的能力;

6、能够自学习,具有集群自组织协调的能力。

以上“自主控制”可分为以下的类型:

适应性自主:即以适应各类不确定性为目标的自主控制,其中涵盖了由对象、环境以及任务、态势等带来的不确定因素,使系统在无人机参与时实现控制目的。

系统性自主:系统作为独立自主的智能体与其它智能体或人协同时,可进行自主协调、协作、协商等控制行为,以自身适应性自主控制为基础,通过协同性自主可以实现多平台或人机协作,在资源、效率等众多方面得到更优化的控制效果。

学习型自主:高级的自主系统必须具备自学习能力,及能够根据对象、环境、任务及控制效果,通过自主的修正、优化和学习的行为,提高控制性能。

因此,高级的自主系统具有适应性、自修复、智能性、协同性、自学习等特点。

自主控制包括自动完成预先确定的航路和规划的任务,或者在线感知形式,并按确定的使命、原则在飞行中进行决策并自主执行任务。自主控制的挑战就是在不确定性的条件下,实时或近乎实时地解决一系列最优化的求解问题,并且不需要人为的干预。面对不确定性的自动决策是自主控制从内回路控制、自动驾驶仪到飞行管理、多飞行器管理、再到任务管理的一种逻辑层次的进步,也是自动控制从连续反应的控制层面到离散事件驱动层面的一种延伸。

了解完它的控制类型,我们再看看它的控制结构等相关自控方面:

1、递阶开放的无人机控制结构

从效能的角度出发,无人机的工作方式将覆盖单机行动和多机系统的模式。为此飞行控制应当提供编队飞行、多机协同执行任务的能力,控制结构的选择时应对诸多要素进行综合考虑,其中包括将整个机群的使命分解为每个无人机的具体目标、在线任务计划、在线优化编队的任务航线、轨迹的规划和跟踪、编队中不同无人机间相互的协调、在兼顾环境不确定性及自身故障和损伤的情况下实现重构控制和故障管理等。因此先进的无人机控制必须具有开放的平台结构,并面向任务、面向效能包含最大的可拓展性。针对这样的要求,当前广泛接受的解决方案是选择层阶的控制结构和控制技术。

递阶式系统的每一层都有相对独立的功能划分,各层间通过往复的传输实现信息的共享。越往下就越接近具体的执行层,控制算法的具体和布局化程度以及执行的速度就越高;越往上则信息的内容和决策就越具全局意义,并且决策的时间尺度也将变得更长。由于信息的共享,实际上每一层都有相当的“全局观”,这有利于在必要时相对各层开发适当的推理和决策算法,从而提高整个系统的智能化水平和自主程度。

图1递阶智能控制结构图

递阶智能控制结构图是基于无人作战飞机设计的控制和协调的分层结构,具有一定的代表性。这种控制结构分为4层:任务控制层、战略层、战术层和调节规划层,下面的3层位于每一架无人机个体上,最上的一层即任务控制层,位于智慧站或长机上。在这种结构下,同时还可以方便地与其它无人机协调合作来完成任务。

图2导航、制导控制系统

单架无人机的控制结构如图所示,其中控制层为自主控制的最高层,它依据对系统状态的感知,决策和规划系统的任务目标,任务序列和机动轨迹。导航和制导为适应层,适应层根据任务规划结果以及无人机的状态产生相应的导引方案和具体的制导指令,控制执行层生成飞机各操纵效率机构(包括气动效率机构及推力效率机构)的控制指令。

2、故障诊断与自修复重构

无人机故障诊断与自修复重构是其实现自主控制的保障,能够提高无人机的生存能力以及飞行安全性。故障容错与重构控制的问题包括:如何对不同情况的重大故障和结构损伤进行建模,而且避免模型量太大;如何将不同的在线故障检测与识别(FDI)和自适应可重构控制(ARC)算法进行综合,以覆盖不同类型的错误,包括传感器故障、控制效应器故障、以及结构和战场损伤;在出现故障时,如何改变控制分配算法(CAA)。具有故障诊断和自修复重构功能的控制如图。

图3自修复控制系统结构图

3、可变自主权限的自主控制

先进无人机飞控控制技术的目标是实现可变自主权限的自主控制。近年来,对于在环境和自身存在不确定条件下的自主和多机协同控制已经进行了大量的研究。应当指出,控制器要实现的功能目标在相当程度上决定了其应适应的不确定性程度。在递阶控制结构中,随着时间尺度的增长以及控制和决策功能的逐渐分离,面对的不确定性程度也将大大提高。在现已建立的知识库和专家系统的基础上,将人工智能(AI)应用到飞行中决策的技术方向。研究结果表明,自适应控制可以适应很高程度的不确定性;而当不确定因素是动态并且瞬变时,则可以采用学习控制。在递阶结构的基础上,以鲁棒、自适应和智能控制相互交叉、融合所发展出的先进飞行控制技术,具有功能强大的特点,适用于无人机控制领域。其中,基于多模型的自适应控制技术,可以降低各种不确定性的复杂度,从而利于在线决策和重构控制。

4、在线态势感知和自主决策

与有人机不同,非自主无人机执行任务时的执行决策(如目标识别与分配、武器投放、任务变更等)是由地面操作员完成的,在这种运行机制下,操作员智能进行近实时的决策。自主控制意味着不需要人的干预,必须建立以在线态势感知为中心的实时自主决策能力。无人机任务管理能力和机载控制系统的在线感知和可变自主权控制能力将是无人机自主任务成败的关键。

无人机在线态势感知的重点问题之一在于如何实现不确定条件下信息的快速获取与处理,从而实现飞行中再规划,也就是当接收到新的信息以及发生了非预见的事件时如何实时最优地更新预先制定的计划和导引策略,以应对数据链缺失、实时威胁以及复杂的故障和损伤等控制站无法实时干预的紧急情况。

对于自主飞行的无人机而言,安全着陆是一个很困难的问题。由于着陆阶段飞行高度低,所以对飞行安全的要求也最高,尤其是在终端接近时,无人机必须高精度保持所有状态直到准确地在一个规定的点上接地。着陆设计的问题主要包括无人机的定位导引与制导控制两个方面。而且在与外界数据通信链断开的情况下,无人机需要资助完成安全着陆。因此高精度的距离和位置测量设备是无人机能够正常降落的保证。

采用类似有人驾驶飞机的方式进行自主着陆是无人机的发展趋势,其中精确的控制率设计对于无人机的安全着陆也必不可少。即使发生多起故障、存在严重扰动以及飞机动态数据存在不确定性的情况下,仍能在误差容许的范围使无人机安全着陆。

6、UCAV及多UAV协同中的自主控制

无人机的自主能力在其执行作战或协同任务时显得尤为重要。无人作战飞机(Unmanned Combat Aerial Vehicles UCAV)面临的作战任务复杂、态势变化快、不确定因素多,无人作战飞机必须自主完成对目标的探测、识别,制定诸如目标分配、战术规划和机动决策等攻击决策,无人作战飞机的指挥控制系统应是具有驻留性、反应性、社会性,因此要求其能在快速全面感知环境的基础上实时做出决策。

多无人机协同时将一组不同位置、不同价值、不同威胁程度的目标合理地分配给类型、价值和战斗力都不同的无人机,已达到整体作战效能最大、代价最小的目的。协同的前提条件是无人机平台间的通信和信息共享,无人机平台之间信息是高度分布的,无人机平台的运动以及通信拓扑的变化,以最小信息流为基础的多平台分散协调控制系统结构。

多无人机协同搜索也是多UAV协同控制的一个重要研究内容,多架UAV同时对一个不确定区域进行搜索,目的在于更快速、全面地获取搜索趋于的信息,降低环境的未知性。协同工作时考虑不同UAV飞行和探测传感器的约束,在不确定环境中采用协同自主控制的方法,从而达到整体任务效能的优化。

图4 分散化多机协同控制系统结构

就像前面说的,无人机集群控制方面如果能和当下AI智能有效结合,将对无人机集群方面的研究有更深层次的提升,创造出更多的可能性。现在也有一些企业为了助力无人机集群研究发展,有针对性的开发了无人机集群研发平台,帮助科研人员更快速、更系统的投入无人机集群研究。

已经开发好的集群研发平台,应用方面包涵全面,可用于无人系统的动态建模和控制研究、运动规划、避障控制、多信息融合、编队控制、多智能体协调控制、无人系统自主控制等。

而且优势突出,紧跟当下研究热点:

兼容的定位系统丰富,涵盖目前主流的室内外定位方式。可提供光学定位系统、UWB定位系统、激光定位系统、GPS、RTK等多种定位平台,定位系统覆盖面积可根据客户要求定制。

2、无人系统平台丰富多样

室内无人控制平台可提供无人机和无人车等多种无人控制平台,无人机平台可以根据需求集成光流、激光定高,差分GPS等传感器,实现在室内和室外的精确定位,导航和控制;无人车支持激光雷达和双目相机等传感器,可以根据客户的需求选配。为了便于客户的进一步开发,提供了无人控制平台相关的二次开发接口。

平台接口丰富、开放性强,用户不需要掌握太多的底层编程技术即可完成算法的修改和验证。支持C、C++、Python、ROS、Matlab/Simulink等多种编程环境,提供完善的二次开发接口。

4、支持多种集群通信系统

支持WIFI、数传、等多种集群通讯方式。

5、例程丰富,讲解详细,快速上手

提供无人机编队飞圆形、空间8字、空间螺旋,队形变换,从跟随、空地协同等无人机编队例程。无人机和无人车之间的协同,如无人机车载起降和跟随等例程。这些例程完全开源。多种视频教程由浅入深地为用户讲解实验的原理、步骤、目标等,并附有相应的配套例程代码,方便用户快速掌握、理解。

平台开放性高,接口丰富。可以很方便地进行二次开发。还可根据用户的实际需求定制整个系统平台,并提供相应的技术支撑和详细的例程和说明书指导。满足用户的个性化和差异化需求,使平台更加契合用户的使用特点和习惯,提升体验感和交互率,减少用户熟悉平台的时间成本,大大提高用户的开发效率和体验。

可以配套无人系统仿真研发平台。集群研发平台所有的例程都可以在仿真平台中模拟仿真。可以软件在环仿真,硬件在环仿真,实现仿真和实物开发有机结合。可以在实测之前通过仿真测试验证算法的可靠性和有效性,然后无缝切换到本集群研发平台。大大提高研发效率。

自主控制意味着能在线感知形势,并按确定的使命、原则在飞行中进行决策并自主执行任务。自主控制的挑战就是在不确定性的条件下,实时或近实时地解决一系列最优化的求解问题,并且不需要人的干预,在根本上,它需要建立不确定性前提下处理复杂问题的自主决策能力。人工智能(AI) 是解决UAV自主控制问题的重要手段,自主控制水平的高低也依赖于智能技术的发展。当然,可获得信息的完整和准确程度对AI系统感知形势、解释环境和做出反应的能力和效果有很大影响。

}

我要回帖

更多关于 无人机编队 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信