墜機(jī)引發(fā)飛行安全反思，傳感器如何撐起這個萬億產(chǎn)業(yè)？

編輯：感知芯視界 Link

近期，總統(tǒng)萊希在一次直升機(jī)事故中遇難，占據(jù)各大新聞頭條。據(jù)《人民日報》5月20日報道，伊朗總統(tǒng)萊希及伊朗外長阿卜杜拉希揚(yáng)在19日的直升機(jī)事故中罹難。當(dāng)?shù)貢r間5月21日上午，伊朗總統(tǒng)萊希等人的遺體告別儀式在東阿塞拜疆省大不里士市舉行。

這場悲劇的“元兇”是被專家贊譽(yù)為“可靠且可信”的美國制造貝爾212直升機(jī)。直升機(jī)專家、前飛行員比弗在接受采訪時表示，盡管貝爾212直升機(jī)曾被譽(yù)為“可靠且可信”，但飛行安全絕非兒戲。

無論是飛機(jī)還是直升機(jī)，任何飛行器都需要定期維護(hù)和嚴(yán)格檢查確保其適航狀態(tài)。飛行安全無小事。從飛機(jī)的設(shè)計制造到飛行員的培訓(xùn)管理，每一個環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格把關(guān)。

低空經(jīng)濟(jì)，正在飛升

今年，政府工作報告首次出現(xiàn)“低空經(jīng)濟(jì)”。目前，低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模已經(jīng)超過5000億，2030年有望達(dá)到2萬億。當(dāng)無人機(jī)在生活中司空見慣，載人飛行器也正在發(fā)展之中，“低空”變得越來越熱鬧。

低空經(jīng)濟(jì)，這個聽起來頗具未來感的詞匯，簡單來說，就是利用天空中較低的區(qū)域，通過各種飛行器（比如無人機(jī)）來進(jìn)行各種活動，從而帶動一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。低空經(jīng)濟(jì)不僅僅是飛行本身，更是一種新型的經(jīng)濟(jì)模式，涵蓋了從航空器制造、飛行服務(wù)、低空物流、旅游、農(nóng)業(yè)、應(yīng)急救援等多個領(lǐng)域。

日前，北京市發(fā)布《北京市促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案（2024—2027年）（征求意見稿）》。《行動方案》提出，在確保安全的前提下，力爭通過三年時間，低空經(jīng)濟(jì)相關(guān)企業(yè)數(shù)量突破5000家，在技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)政策、應(yīng)用需求、安防反制等領(lǐng)域形成全國引領(lǐng)示范，帶動全市經(jīng)濟(jì)增長超1000億元。到2027年，培育10億元級龍頭企業(yè)10家，過億元產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)配套企業(yè)50家、技術(shù)服務(wù)企業(yè)100家。圍繞應(yīng)急救援、物流配送、空中擺渡、城際通勤、特色文旅等，新增10個以上應(yīng)用場景，開通3條以上面向周邊地區(qū)的低空航線。

飛起來，更要飛得安全。從坐觀光直升機(jī)“兜風(fēng)”，到新增“空中出租車”航線，再到開展城市空中交通試點，點密、量大、分散的低空飛行在發(fā)展的同時，安全保障更是要進(jìn)一步考慮的問題。

低空經(jīng)濟(jì)——傳感器新機(jī)遇

在任何一種飛行器當(dāng)中，GPS都是重要、核心的技術(shù)，是飛行安全的重要保障。低空飛行器中，GPS同樣必不可少。它可以用于確定飛行器位置、導(dǎo)航和航跡規(guī)劃，在三維空間中準(zhǔn)確定位。

除了GPS，在低空飛行器的自主導(dǎo)航系統(tǒng)中用到的傳感器包括慣性測量單元（IMU）、視覺傳感器、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)（LiDAR）、超聲波雷達(dá)、紅外傳感器、氣壓計、磁力計和電子氣象儀等。

為進(jìn)一步保障飛行安全和對飛行器的精準(zhǔn)把控，同智能汽車一樣，就需要一種組合的傳感器體系用于確認(rèn)飛行器的姿態(tài)。IMU便能夠利用飛行器的姿態(tài)、加速度和角速度等信息來推測其位置和速度。

受制于當(dāng)前階段的技術(shù)限制，IMU確認(rèn)的位置容易受到積分漂移、溫度、制造工藝等方面的影響，產(chǎn)生一些測量的偏差。因此，在IMU起作用時，視覺傳感器和雷達(dá)的融合系統(tǒng)在導(dǎo)航中的權(quán)重會更高，保障飛行器的安全飛行。

在自主導(dǎo)航系統(tǒng)中，視覺傳感器包括攝像頭、紅外相機(jī)和其他光學(xué)傳感器，主要用于視覺導(dǎo)航、避障和實時圖像捕捉；激光雷達(dá)可用于生成高分辨率的地形地圖，進(jìn)行三維地圖構(gòu)建、避障和環(huán)境感知；超聲波雷達(dá)可用于近距離障礙物檢測，幫助飛行器提高低高度時的安全性。

為了保持飛行器時刻處于正常的姿態(tài)，各種陀螺儀、加速度計和磁力計的用量也很大。這里面，陀螺儀能監(jiān)測三軸的角速度，角度信息的變化能用來維持無人機(jī)穩(wěn)定并防止晃動，陀螺儀對飛行器對抗風(fēng)力也有非常大的幫助；加速度計能夠測出飛行器在XYZ三軸方向所承受的加速力，確保飛行器在靜止和運(yùn)動時接受到的動力輸出是正確的，加速度計還可以用來監(jiān)測無人機(jī)所承受的震動。另外，為了降低載人飛行器的噪聲，MEMS麥克風(fēng)的應(yīng)用也會非常廣泛。

小結(jié)

2024年以來，從中央到地方政府等各級政策利好密集釋放。國家層面積極推動通用航空法規(guī)改革，放寬低空空域管制，優(yōu)化飛行服務(wù)保障體系，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了方向指引。同時，明確強(qiáng)化科技創(chuàng)新引領(lǐng)，鼓勵無人機(jī)、空中游覽、短途運(yùn)輸?shù)榷嘣涂諔?yīng)用業(yè)態(tài)發(fā)展，打造具有國際競爭力的低空產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展方針。

隨著低空空域管理改革的不斷推進(jìn)，低空經(jīng)濟(jì)前景愈發(fā)明朗，深圳、廣州、成都、蘇州等城市，直接提出具體的財政政策，鼓勵企業(yè)參與低空基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營，以進(jìn)一步激發(fā)低空經(jīng)濟(jì)市場活力。

低空經(jīng)濟(jì)得以“翱翔于天”的關(guān)鍵引擎，是高性能傳感等上游基石技術(shù)?？梢哉f，在低空經(jīng)濟(jì)整體架構(gòu)中，傳感技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。它為整個低空架構(gòu)系統(tǒng)提供了實時的數(shù)據(jù)采集和分析能力，而且還是實現(xiàn)數(shù)字化空間層、信息基礎(chǔ)設(shè)施層以及物理設(shè)施層之間無縫連接的關(guān)鍵支撐。低空經(jīng)濟(jì)的持續(xù)開拓，將為傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)一步壯大打下堅實的基礎(chǔ)、培育一片沃土。

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審核編輯 黃宇