淺談無人機SDK平臺在航保業(yè)務(wù)應(yīng)用

◎ 趙俊 隋永舉 交通運輸部南海航海保障中心

淺談無人機SDK平臺在航保業(yè)務(wù)應(yīng)用

◎ 趙俊 隋永舉 交通運輸部南海航海保障中心

目前無人機在航保應(yīng)用還是基于無人機平臺本身功能，隨著大疆開放SDK（開發(fā)套件）平臺，愛好者可以在無人機平臺基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，無人機個性化定制服務(wù)成為可能。

航保 無人機 SDK 個性化定制

1.前言（無人機SDK開發(fā)套件簡介）

目前無人機的應(yīng)用還是基于無人機平臺自身功能，如需無人機與業(yè)務(wù)深度融合，就要根據(jù)任務(wù)需求對無人機系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，提供定制化服務(wù)。因此開放無人機SDK（軟件開發(fā)工具包）權(quán)限成為大勢所趨。

直到2014年，大疆（DJI）通過開放SDK（軟件開發(fā)工具包）開發(fā)平臺，允許用戶從無人機的相機、Wi-Fi 中繼、云臺、飛控狀態(tài)信息獲取以及地面站與飛行控制等接口功能入手，通過大疆提供的代碼庫向無人機發(fā)送多種控制指令，接受飛行數(shù)據(jù)，快速開發(fā)適合不同用戶群體的移動應(yīng)用程序。開放SDK（軟件開發(fā)工具包）開發(fā)平臺，改變了以往購買飛行設(shè)備只能按照廠家出廠設(shè)置實用的弊端，使用者可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行功能的修改和添加，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，拓展航拍應(yīng)用領(lǐng)域；同時，用戶還可以利用相應(yīng)的SDK工具來設(shè)計更切合自身需求的移動App，在提高操控便捷性的同時，增強業(yè)務(wù)需求與無人機平臺的融合。

DJI SDK開發(fā)套件主要功能如表1。

表1　

2. SDK現(xiàn)狀

目前，很多企事業(yè)單位已經(jīng)開始利用SDK平臺進(jìn)行適合本單位業(yè)務(wù)需求的開發(fā)工作。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，招商新能源利用DJI的SDK工具設(shè)計了專用的電站監(jiān)測應(yīng)用EBOT,與大疆無人機結(jié)合，用于監(jiān)測太陽能發(fā)電站。通過設(shè)計特定的飛行路線和航拍路線，可以自動控制無人機進(jìn)行遠(yuǎn)距離飛行，并在無人駕駛的狀態(tài)下進(jìn)行穩(wěn)定拍攝。

電信運營服務(wù)商也開始利用大疆SDK開發(fā)檢查基站的天線，另外,在電力巡線方面應(yīng)用也較成熟，在大型檢修作業(yè)前勘測，提前檢查設(shè)備狀況，便于檢修方案的制定。

隨著無人機硬件和SDK平臺的逐步開放，大大降低了無人機個性化定制服務(wù)的開發(fā)成本。目前,大疆官網(wǎng)的SDK論壇已經(jīng)涵蓋了入門所需的基本理論知識，并已有不少用戶在交流和分享經(jīng)驗中受益。即便是初學(xué)者，也能夠進(jìn)入SDK開發(fā)領(lǐng)域，在現(xiàn)有成熟的無人機平臺上創(chuàng)造一些真正有價值的開發(fā),使自身的需求和無人機平臺有效融合。

3.無人機在航保應(yīng)用情況

無人機在航保業(yè)務(wù)的應(yīng)用主要是三類：

一是巡檢類，主要包括無人機對浮標(biāo)、燈樁、海岸電臺收、發(fā)信天線等固定設(shè)施的巡檢，同時無人機還能用于這些設(shè)施建設(shè)前的勘察和驗收，可以大幅縮減巡檢時間。

在選址方面，以往選址信息通過文字和地面拍攝圖片等手段表達(dá)較為抽象，不能很好地把地形特征進(jìn)行傳遞，現(xiàn)在可以實現(xiàn)無人機三維立體拍攝圖像，便于對地形整體把控以確定最佳建設(shè)位置。

二是測量類，應(yīng)用于海事測繪對岸線和航道的測量。根據(jù)測量對象，選擇加掛不同的影像傳感器。

三是中繼類，VHF空中通信中繼。由于VHF為視距直線傳輸，無人機攜帶VHF中繼器懸停在海面上一定高度，可以擴大VHF覆蓋范圍，可為海上應(yīng)急和搜救等特殊情形下提供通信保障。

目前，航保業(yè)務(wù)應(yīng)用無人機還局限于無人機本身功能，必須全程人員操作，應(yīng)用的深入程度還不夠。比如巡檢燈浮標(biāo)時“捂燈”問題還沒有解決，但現(xiàn)在已有航標(biāo)燈器帶專用遙控器，可以模擬“捂燈”，同時讀取電流電壓。

4.SDK在航保應(yīng)用展望

跟進(jìn)SDK的技術(shù)趨勢,推進(jìn)無人機在航保業(yè)務(wù)的應(yīng)用，研究開發(fā)與航保需求相適應(yīng)的個性化定制應(yīng)用功能，推動航保業(yè)務(wù)管理由汗水型向智慧型轉(zhuǎn)變，形成一套在航標(biāo)、測繪、通信三大業(yè)務(wù)領(lǐng)域行之有效的飛行作業(yè)模式。

無人機應(yīng)用和航保業(yè)務(wù)緊密結(jié)合的設(shè)想：

（1）無人機遙感研究。利用無人機獲取的遙感影像對轄區(qū)水域航標(biāo)狀況、通航環(huán)境等進(jìn)行評估判斷。

（2）無人機的浮標(biāo)碰撞遠(yuǎn)程取證。利用無人機對船舶碰撞浮標(biāo)事故進(jìn)行快速取證。通過把AIS系統(tǒng)、海事局告知或者第三方報告得到的碰撞位置信息推送給無人機，使無人機按照制定的取證軌跡自動導(dǎo)航去進(jìn)行拍照。

（3）無人機定點投擲。在無人機平臺加掛一個吊鉤,實現(xiàn)無人機運送東西或者其他功能，到達(dá)指定地點投擲。

（4）無人機航路規(guī)劃基于視覺識別的定位功能。即無人機攝像頭拍到了某個特定的燈浮標(biāo)，無人機就往那里飛過去的飛行模式。

（5）巡檢天線過程中安全距離的測量。采用圖像處理技術(shù),從無人機拍攝的圖像中識別出無人機巡檢中的通信天線,以此建立成像模型,并在已知天線實際高度的前提下,由模型中的成像幾何關(guān)系推導(dǎo)出無人機距離巡檢天線豎直平面的安全距離,使無人機飛行高度處于安全距離之外。

5.結(jié)語

SDK平臺的開放應(yīng)用，拓寬了無人機在航保業(yè)務(wù)領(lǐng)域的個性化定制服務(wù)范圍，航保技術(shù)部門將進(jìn)一步提升技術(shù)人員科技研發(fā)能力，及時跟蹤新技術(shù)發(fā)展趨勢，激活創(chuàng)新細(xì)胞，加大技術(shù)儲備，不斷探索開發(fā)無人機SDK的應(yīng)用，為新形勢下航保事業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。

[1]張達(dá)科.無人機在航海保障工作中的應(yīng)用試探.

[2]郜喆.劉萬軍.Gao Zhe.Liu Wanjun.無人機技術(shù)在航標(biāo)領(lǐng)域應(yīng)用展望[期刊論文]-中國海事.2011(3).