智能化无人机发展趋势思考

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在技术的快速迭代、资本的驱动下，无人机已经从一个十年前远离普通人生活的词语变成了一个家喻户晓的常用词。十年间，无人机技术得到了长足的发展，民用无人机行业应用不断涌现，无人机作为一个移动的空中平台，给我们带来了广阔的想象空间。

立足当下，在智能化发展变革浪潮中，无人机作为一个空中机器人平台将走向何方呢？本文将分享笔者关于民用无人机智能化发展方向的一些思考。

首先我们需要明确一个概念，什么是无人机（Unmanned aerial vehicles）？

广义上的无人机是指不需要驾驶员登机驾驶的各式飞行器。一般将UAV定义为：不携带人类操作员可以携带致命或者非致命有效载荷，使用空气动力提供升力可重复使用并具备自主飞行或者远程驾驶的有动力飞行器。

从上述定义就可以看出，诸如火箭、导弹并不属于无人机范畴，因为它们不具备可重复使用性。

目前大众所能接触到的无人机主要以消费类无人机为主，这类无人机中又以多旋翼无人机占主要部分。但很多航空专业人士并不认为这种娱乐类的无人机属于UAV，而是一般称之为Drone。其实具体无人机与遥控飞行器的关系目前并没有明确定义,普遍认为相对于无人机而言遥控模型飞机一般在视距内飞行。

未来无人机在民用领域的应用究竟会往哪些方面走？我们可以换一个思路来考虑这个问题。

众所周知先进技术在军事领域的应用往往要比民用要早十至二十年时间。我们能够从军事领域无人机技术规划看到未来几十年民用无人机的发展方向，虽然在应用上，军事和民用领域大相径庭，但是从技术层面上来看，还是有许多相似之处。

作为当今世界上军事实力最强大的美国，早在越南战争中，就投入了无人机作战；近代的海湾战争，无人机真正展现了其威力，其战场监视和情报搜集方面的作战能力得到充分体现；现代的伊拉克战争，无人机开始大规模应用，为美军作战部队在战场上的进攻提供了更为广泛的战术支援。美国在无人机领域的相关技术和规划也成为各国效仿和研究的重点，从某种程度上说美国引领了世界军用无人机的发展方向。

美国国防部和美国联邦航空管理局在2005年发布的无人驾驶飞机系统路线图中首次引入Unmanned aircraft system ( UAS )这一名词，代表着无人机是包含飞机、地面站、数据链及其他支持设备等重要元素的一个系统。

同时路线图还制定了UAS自主能力的十个等级，从最初级的遥控引导到第十级为完全自主的无人机群体。

图1  UAS自主能力等级划分

目前已有资料显示美军无人机能到达的级别大致在8-9级。具备这项能力的无人驾驶飞机系统能够在无任何监督协助的情况下，对特定的战场空间的敌我意图进行推理，并制定群体战略目标，分布式战术群策划并由个体决定战术目标及任务规划。下图展现的是先进作战无人系统之一的UCAR。

图2 无人作战武装旋翼机（UCAR）

目前普遍的民用无人机的水平基本还处于1-2级之间，从军用无人机自主能力发展来看，未来民用无人机引入人工智能可以说势在必行。

那究竟这些晦涩难懂的术语怎样用于民用？下面我来假设一个场景，某位读者想借助无人机举办一个浪漫的求婚仪式，这应该是我们在日常生活中听过的一个情景。

现在（自主级别0-2）：你可能需要精心策划一下求婚过程的时间、地点、需要准备的物品、具体以哪种方式进行。衡量一下无人机能够做些什么，是撒花瓣还是送戒指，最关键还需要找一个无人机老司机过来操纵无人机。可是飞行过程中要是遇上硬件故障，那基本就要以血和泪的形式结束了。

未来5年（自主级别3-4）：到了这个阶段，无人机操纵手就可以不需要了。你只要将求婚的位置信息输入到无人机地面系统当中，等到那关键的一刻通过远程一键操纵。不远处的无人机自动起飞并按照事先设定的目标点规划路径，自动避开沿途的障碍物。通过精确定位及目标识别，飞到头顶撒下一把玫瑰花瓣，缓缓放下求婚戒指….途中一旦无人机的部件出现故障，也能够立即感知并启用冗余件而不影响飞行安全。

未来10-15年（自主级别6-7）：如果自主能力到达这个程度，只要出门带上一台“僚机”。提早自动起飞升空，在远处用高清摄像头时刻记录并分析你和你对象的表情与动作。在适当时候发布群组策略，此时若干架无人机起飞按照预先设定自动编队。飞行过程中不停的变换队形，从远处看“LOVE YOU”“MARRY ME”交替出现。到了目标空域，无人机群环绕男女主角，无人机个体各司其职。随着男主单膝跪地，音乐、鲜花、戒指总是毫无违和感的时候出现…

未来某年（自主级别9-10）：你通知家庭无人系统他想对女朋友求婚。家庭无人（智能）系统能够准确分析男女主人的喜好、习惯等大数据制定一整套包含各种细节的完整方案。具体方案是怎么实施的留给读者自己想象，因为那时候的智能系统可以说是一个比我们还要智慧许多许多的“类人”。

从上面我们可以看到，无人机的进化历程和未来是令人兴奋的。当然，这个例子当中的想象是基于笔者自己的认识和理解，可能对相关智能级别的理解是有失偏颇甚至是错误的。但是我相信要实现文中描述的场景需要许多先进技术支持，这其中就包括多传感器融合、避障、图像识别、智能感知等相关技术。

从目前看来，未来的民用无人机将会走向多元素融合道路。

一方面是侧重专业化——即针对特定任务搭配专业的任务载荷模块，从事诸如客运、物流、巡检、反恐等专业任务。

另一方面是侧重智能化，它更像是能够走进千家万户的服务型机器人，飞行只是它的一个功能而已，它能够完成日常生活中我们交予的很多事情。

很多专家将民用无人机的发展总结为：飞行—感知—交互。

笔者所理解意义是：飞行即无人机平台满足最基本的平稳安全的飞行需求；感知就要求无人机能够实时感知内部及外部情况并作出准确的应对；交互就是“机与人”、无人系统间信息无障碍传递与共享，并准确执行交于的任务。最终所能达到的完全自主化的“无人机”，就是大家熟悉的“阿童木”吧。

总结来说，未来民用无人机的智能化发展应用场景是十分广阔的，我们能做的事情是无止境的。同时，无人机系统所涉及到的学科技术多种多样，要得到如“阿童木”般完全自主化的无人机，我们还有很长的路要走。

来源：搜狐公众平台（版权归原作者和刊载媒体所有）

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