王宇軒
[摘 要]近幾年來,人們對(duì)于無人機(jī)的熱衷程度越來越高,無人機(jī)也以其強(qiáng)大的探測(cè)功能受到多個(gè)行業(yè)的青睞。城市中也出現(xiàn)了很多大大小小的無人機(jī),對(duì)其進(jìn)行科學(xué)有效的管理是一個(gè)值得思考的問題。本文通過對(duì)城市無人機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用、無人機(jī)工作流程以及無人機(jī)運(yùn)行問題處理方案的分析,力求為現(xiàn)代無人機(jī)的發(fā)展和城市的合理管控提出一點(diǎn)思路。
[關(guān)鍵詞]城市無人機(jī) 探測(cè) 管控
中圖分類號(hào):G215 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)03-0120-01
1.城市無人機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用
無人駕駛飛行器(UAV),通常被稱為無人駕駛飛機(jī),是沒有人類飛行員的飛機(jī)。UAV的飛行可以以不同程度的自主性操作,由人類操作者遠(yuǎn)程控制或者由車載計(jì)算機(jī)完全地或間歇地自主地操作。與有人駕駛飛機(jī)相比,無人機(jī)通常優(yōu)先于對(duì)于人類來說太復(fù)雜或危險(xiǎn)的任務(wù)。它們主要用于軍事應(yīng)用,目前它們的用途正在商業(yè)、科學(xué)、娛樂、農(nóng)業(yè)和其他應(yīng)用中擴(kuò)大,例如警務(wù)和監(jiān)視、產(chǎn)品交付、航空攝影、農(nóng)業(yè)和無人駕駛賽車。民用無人機(jī)現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過軍用無人機(jī),估計(jì)到2017年銷售數(shù)量將超過一百萬。
民用無人直升機(jī)用途包括航空調(diào)查、航空攝影、搜索和救援、檢查電力線和管道、向其他無法進(jìn)入的地區(qū)提供醫(yī)療用品和檢查非法狩獵、偵察行動(dòng)、合作環(huán)境監(jiān)測(cè)、邊境巡邏任務(wù)、運(yùn)輸保護(hù)、土地測(cè)量、火災(zāi)和大事故調(diào)查、滑坡測(cè)量、非法垃圾填埋檢測(cè)、建筑業(yè)和人群監(jiān)測(cè)。無人機(jī)的主要特點(diǎn)是,提高人類的可觀測(cè)范圍;提高運(yùn)輸過程的魯棒性(一致性);提高輸出的一致性;減少直接人力成本和費(fèi)用;使用需要高精度的智能算法。在危險(xiǎn)環(huán)境(即火災(zāi),空間,火山,核設(shè)施,水下等)中完成的任務(wù)中可以超出人類的尺寸、重量、速度、耐力等能力,而且完成任務(wù)時(shí)顯著減少操作時(shí)間和工作處理時(shí)間??梢允谷祟愒谧詣?dòng)化流程的開發(fā)、部署、維護(hù)和運(yùn)行中提供更高級(jí)別的工作。無人機(jī)(UAV)遙感應(yīng)用可用于災(zāi)后評(píng)估、環(huán)境管理和基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)。通過建立合作研究聯(lián)盟,以促進(jìn)對(duì)基于無人機(jī)的空中圖像的采集、處理、分析和共享。UAV空中圖像的各種用例示例正在進(jìn)行中。初步經(jīng)驗(yàn)表明,空中測(cè)量、地面觀測(cè)和與領(lǐng)域?qū)<业暮献鞴蚕韺?dǎo)致更豐富的信息內(nèi)容和更有效的決策支持系統(tǒng)。
2.無人機(jī)的工作流程
無人機(jī)是新出現(xiàn)的一種空中作業(yè)平臺(tái),可以用于捕獲各種遠(yuǎn)程圖像。無人機(jī)工作流程的主要階段如下:1)任務(wù)規(guī)劃,2)無人機(jī)飛行和圖像采集以及3)圖像預(yù)處理。需要三個(gè)不同的方面來規(guī)劃路線:飛行區(qū)域,相機(jī)規(guī)格和無人機(jī)任務(wù)。預(yù)處理階段包括多光譜圖像的六個(gè)帶的正確對(duì)準(zhǔn)以及在每個(gè)飛行中捕獲的單個(gè)圖像的正射校正和鑲嵌。圖像像素大小,每個(gè)圖像覆蓋的面積和飛行時(shí)間對(duì)飛行高度非常敏感。在較低的高度,無人機(jī)捕獲更精細(xì)的空間分辨率的圖像,但是由于更大的飛行長(zhǎng)度和進(jìn)一步鑲嵌過程的計(jì)算要求所需的能量,覆蓋整個(gè)場(chǎng)所需要的圖像數(shù)量可能是一個(gè)限制因素。以無人機(jī)探測(cè)城市綠化情況為例,在所研究的植被指數(shù)(過度綠色指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化綠色紅色差異指數(shù)和歸一化差異植被指數(shù))中,雜草、作物和裸土的光譜差異是顯著的,主要在30米高度。然而,植被與裸土之間的光譜可分離性較高,標(biāo)志性的指數(shù)為NDVI。這些結(jié)果表明,光譜和空間分辨率之間的協(xié)議需要根據(jù)每個(gè)農(nóng)業(yè)目標(biāo)優(yōu)化飛行任務(wù),受到較小的對(duì)象(雜草植物或雜草斑塊)的大小的影響。
3.無人機(jī)的運(yùn)行與管理
3.1 無人機(jī)運(yùn)行常見問題
沒有任何無人機(jī)使用經(jīng)驗(yàn)(航模使用經(jīng)驗(yàn))的普通大眾都可以買來小型無人機(jī)就飛,沒有培訓(xùn),沒有法規(guī)管理,更沒有航空安全意識(shí)。所以就可能出現(xiàn)“無人機(jī)掛煙花對(duì)射”、“無人機(jī)在機(jī)場(chǎng)附近飛行”等等極端情況出現(xiàn)??罩袩o人機(jī)可以以多種方式威脅空域安全,包括意外碰撞或其他飛機(jī)的其他干擾,故意攻擊或分散駕駛員、飛行控制員注意力。惡意使用無人機(jī)可能裝載危險(xiǎn)有效載荷,并墜毀到易受攻擊的目標(biāo)。有效載荷可包括爆炸物,化學(xué),放射性或生物危害。具有通常非致命有效載荷的無人機(jī)可能被黑客攻擊并被用于惡意目的。小型多旋翼飛行器大規(guī)模擴(kuò)張使用,在毫無察覺的情況下,有可能使各種重要國(guó)防設(shè)施等需要保密的地面情況敞露無遺。?行業(yè)管理不到位,無人機(jī)制造缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,產(chǎn)品的性能與適航性無法保證;按照現(xiàn)行民航法,民航、公安、海關(guān)、工商、體育、軍隊(duì)等多個(gè)部門對(duì)無人機(jī)建立聯(lián)合監(jiān)管處罰機(jī)制,管理主體不明,處理“黑飛”事件效率不高;管理無人機(jī)的相關(guān)法律法規(guī)不完善,法律效力不足。
3.2 無人機(jī)管理的重要性
目前我國(guó)無人機(jī)法規(guī)缺失下的監(jiān)管困境,導(dǎo)致無人機(jī)飛行活動(dòng)基本處于無序狀態(tài),存在巨大安全隱患.加強(qiáng)無人機(jī)的管理是極為重要的,新技術(shù)在無人機(jī)方面的應(yīng)用已經(jīng)大大改變了人們生產(chǎn)生活的方法與節(jié)奏,通過無人機(jī)技術(shù),生活中的很多事情可以很方便地完成。對(duì)于無人機(jī)來說,將其使用好,使其為人民大眾而服務(wù)是一件極為關(guān)鍵的事。針對(duì)核心重要目標(biāo)劃設(shè)禁飛區(qū)域,不僅可以最大限度地保障公共安全,也是破解無人機(jī)監(jiān)管難題的一個(gè)有效"入口",并成為逐步實(shí)行分級(jí)管理、促進(jìn)無人機(jī)發(fā)展的一種有效努力。
3.3 無人機(jī)的管理方案
無人機(jī)的管理要求是,嚴(yán)格用于愛好或娛樂用途,按照以社區(qū)為基礎(chǔ)的一套安全準(zhǔn)則和全國(guó)性的社區(qū)組織運(yùn)作,限制在不超過25Kg,不干擾任何載人飛機(jī),只有在通知空中交通管制后才允許出現(xiàn)在機(jī)場(chǎng)5公里范圍內(nèi)。2016年6月21日,聯(lián)邦航空管理局公布了小型無人機(jī)系統(tǒng)(sUAS)的商業(yè)運(yùn)行規(guī)則,包括有效載荷在0.55至55磅(約250克至25千克)之間。商業(yè)運(yùn)行僅限于晴天,速度在100公里/小時(shí)以下,僅限于G類空域,不得飛越人員或從行駛的車輛運(yùn)行。為防止損傷人員,不允許在特殊照明或用于農(nóng)業(yè)、鐵路軌道檢查的非視線操作的夜間飛行。我國(guó)的《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》,重量小于等于7千克的微型無人機(jī),飛行范圍在目視距離半徑500米內(nèi)、相對(duì)高度低于120米范圍內(nèi),不需要證照。
4.城市無人機(jī)的發(fā)展前景分析
制定禁飛策略是不夠的,首先沒有法律強(qiáng)大的約束性,其次也有不少人會(huì)存在僥幸心理,利用系統(tǒng)漏洞進(jìn)行危險(xiǎn)飛行行為。通過相關(guān)開發(fā)部門和技術(shù)人員的共同努力,無人機(jī)技術(shù)的可靠性將會(huì)有著長(zhǎng)足的發(fā)展,我國(guó)的智能化建設(shè)安全性將會(huì)得到更加切實(shí)的保障。在目前法律條款還不完善的情況下,公眾應(yīng)自覺加強(qiáng)無人機(jī)飛行的安全意思,合法、合理地使用無人機(jī)。目前無人機(jī)行業(yè)入行企業(yè)很多,全新的產(chǎn)業(yè),需要新的制度進(jìn)行約束,以保證整個(gè)行業(yè)的有效持續(xù)發(fā)展。無人機(jī)安全監(jiān)控體系的建立和完善,離不開整體無人機(jī)企業(yè)與相關(guān)部門的共同努力與合作。無人機(jī)技術(shù)的也是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵步驟,在智能化產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的這幾年,我國(guó)的無人機(jī)技術(shù)系統(tǒng)將憑借更加高效的自動(dòng)化管理,得到科學(xué)合理高速的發(fā)展。
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