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专家观点丨未来中国无人机的核心技术在应用领域

来源:宇辰网 作者:彭辉 时间:2017-11-30 分享至:
[宇辰导读]因为有开源飞控的存在,无人机企业可以省掉很多的研发成本。

时至今日,中国民用无人机的发展,已成一骑绝尘之势。但如果没有开源飞控,这样的势头很可能会被推迟。

开源飞控对于中国无人机领域到底有多重要?国内使用开源飞控的企业,未来的发展重点又在哪里?

最火的Ardupilot与PX4

 

今年10月下旬,由赫星科技和ArduPilot社区联合主办的首届ArduPilot全球无人机开发者大会在厦门举办。这是开源无人机社区有史以来在中国举办的第一场国际技术交流盛会,也是ArduPilot国外核心开发团队与国内无人机产业的一次极具开拓意义的对接尝试。作为全球用户量最多的开源无人机项目,Ardupilot国外核心开发团队的到来吸引了国内外许多厂商慕名而来。与会嘉宾在现场表达了希望可以跟更多的中国生厂商合作的意向。现场的无人机厂商也表达出与开源开发者合作的愿望,双方积极会面洽谈。

尽管现场“人满为患”,不过,在北京航空航天大学杨炯工程师看来,国内的开发人员其实还没有到可以跟开源工程师“论道”的层次,“能改其中一块,就算高手了。”


首届ArduPilot无人机开发者大会现场/图 来源宇辰网

根据杨炯介绍,全世界开源飞控知名者众,如Arduino、ArduPilotMega(APM)、PX4和PIXHawk、OpenPilot与Taulabs、MultiWiiCopter(MWC)、KKMultiCopter(KK)、Paparazzi(PPZ)、Autoquad飞控和ESC32电调等。其中Arduino是最早的开源飞控,于2005年在意大利交互设计学院合作开发而成,可以为电子开发爱好者搭建了一个灵活的开源硬件平台和开发环境,用户可以根据需要,从该开源飞控官网拿到设计文档,用以调整电路板和元件等。APM飞控是2007年由DIY无人机社区(DIY Drones)推出的飞控产品,也是目前最为成熟的开源硬件项目,可支持固定翼、多旋翼、直升机和无人驾驶车等无人设备。PX4源于苏黎世联邦理工大学,2014年推出的PIXHawk飞控则是PX4飞控的升级版,该飞控是目前全世界飞控产品中硬件规格最高的产品,也是当前爱好者手中最炙手可热的产品。OpenPilot则是由OpenPilot社区于2009年推出的自动驾驶仪项目,旨在为社会提供低成本但功能强大的稳定型自动驾驶仪,TauLabs飞控则是OpenPilot飞控的衍生产品,该飞控是最早支持自动调参的开源飞控产品,能够在飞行中进行自整定姿态PID控制参数,带有模型辨识算法……

按照杨炯的说法,在世界范围内,现在比较火的开源飞控有四个:PX4、Ardupilot、Open pilot衍生,以及MWC的衍生品各种f3飞控。在国内,最火的是Ardupilot和PX4,理由是两者功能最全,真正达到了无人机量级,能完成全自主航线飞行。两者之中,PX4可以商用,注明来源就可以,因为这个原因,包括谷歌因特尔高通都在使用,而Ardupilot则是另一种风格,没有专利,谁都可以用,但你做的研发需要对全世界开放。“PX4比较先进,但不成熟,这意味着它的技术比较前卫,程序架构比较清晰,用的代码和算法也都是很先进的,但功能的完善程度不如Ardupilot,因为后者在使用上面考虑比较周到,拿来就可以用。”

2016年8月,ArduPilot负责人Philip Rowse向全球最大的开源无人机项目Dronecode基金会发内部邮件,公布了ArduPilot离开Dronecode的决定。Dronecode基金会此前同时掌管两大开源无人机项目:ArduPilot和PX4。而Ardupilot,也就是常说的APM(ArduPilotMega)。

“最重要的东西开源已经做完”

 

因为开源飞控的存在,核心技术人人可得。这对于中国无人机行业来讲,非常重要,甚至可以说,没有这些核心技术,也就没有现在的中国无人机产业。

“无人机最重要的就是那些航空算法,这些东西开源已经做完。”杨炯说,对于无人机企业来说,将来需要从跨行业的角度去找核心技术,这将会是未来的方向。这就特别像当年的MP3,本身是开放的,专利从哪来,就是从开发MP3播放设备和商业模式上来。所谓跨行业寻找核心技术,包括但不限于巡线的应用,在应用过程中飞机做出了哪些改变,使用流程如何,在他看来,专利都存在于这些地方。“所有的中国能够产生的核心技术,全部在应用领域,而不在于科研领域。”杨炯说,这意味着不但要重视应用领域的技术,还要用专利的方式把它拿到手里。简单说,就是在怎么用好的过程中发现专利,“你的设备、维护、各种工具、各种挂载、各种设备拆装、这些都有专利。”


ArduPilot官网/图 来源宇辰网

因为有像Ardupilot这样的开源社区的存在,无人机企业可以省掉很多的研发成本,但这并非意味着,得到开源社区的技术代码,就可以得到技术支持。从业者可以通过一定的资金支持,找开源社区的工程师帮忙做个性化定制。而且,Ardupilot其实还有很多隐藏的东西,比如最著名的“Ctrl+F”,只要一摁,就会弹出你平时看不见的东西,里面有好几十项特殊功能。“一般都是一些实验性的东西,代码都写好了,但不是所有人都用得着,不懂的人用可能还会有些危险,所以要隐藏起来。”

杨炯将国内的飞控分为几大派系,首先是开源派,也就是从Ardupilot和PX4那来的飞控技术。其次是学院派,由各个大学里面原来搞研究的团队研发;第三是军工派,也就是在还没有开源项目之前就给军工做项目的企业产品。除此之外,还有一派叫淘宝派。

几个流派飞控中,开源派是将开源飞控专业化,拿开源飞控代码进行专业化的开发,把不要的功能去掉,把需要的功能加上,也叫开源改,“开源派的特点就是便宜。”学院派则相对贵,但人机功能一般都做的不是太好,主要原因,在他看来是因为学院以科研为主,目的是科研,但“学院派一般会在某一个方面比较先进。”与之相比,军工派特别则重视各种工业化指标,比如抗震、高低温、电磁干扰、军规连接器之类,“军工派的产品不错,但它的飞控本身相对比较简单和专业,飞机是干什么的飞控就只能干什么。”而所谓淘宝派是指没有开发,直接拿来就卖,某宝上一搜就是一大串。

就市场上的飞控生产企业而言,拓攻、博鹰等属于开源派,军工派比如618所,学院派最典型的则是翔仪,国内做飞控的企业大部分都是开源派。

“开源改”卖的是服务

 

尽管开源飞控应用广泛,不过,杨炯说,在国内,做飞控至今还没有一个大企业。这意味着,有时候,在飞控的选择上,你需要碰运气。

他直言,虽然市面上对于飞控的需求源源不断,但事实上大部分的企业并不靠谱,“现在的开源改,卖的其实全是服务,不是产品。”换句话说,就是你买我的飞控,我去上门给你调试,卖的是上门服务。但上门服务存在一个问题,随着业务的不断增加,这些企业派上门的人会越来越不靠谱。不靠谱的原因是,因为无人机是一个很重经验的行业,所有企业都在增大,增加的都是新人,靠谱程度就没法保证。“有人告诉我,说他们的飞机不好使,飞行不稳,我说不是飞机不好使,开源飞控都那样,是派上门那个人不靠谱,你就给他们打电话让重新派个人来就行。”

他口中的“不靠谱”,包含的范围广泛,比如因为电子元器件很多尾号不一样,性能差异可能就会很大……这些都没法靠一个通行的标准去规定。“飞机这种产品永远没有百试百搭的,必须得调试,飞控要跟飞机适配,这很重要,但不是所有人都能适配的很好,这就是经验的重要性,所有东西跟经验挂钩,就不是钱的事情了。我还是那句话,航空产业是一个不投钱不行的产业,但也不是一个投了钱就行的产业!”他对某些开源改企业对外宣称研发了在某领域的专业飞控不太感冒,在他看来,飞控就是飞控,它可以干很多事情,其中就包括某些专业领域。“他们只是提了一个概念,做了点优化。”


ArduPilot飞控/图 来源网络

杨炯在研究所主要工作内容是无人机结构,飞控研究是他的个人课题。他说这个圈是认脸的,不认广告。而跟高校老师和团队合作,在他看来是目前很多企业都喜欢采用的模式。“对企业来说,有些课题是只有学校的专业才可以给你干出来的。”正因如此,即便课题的收费看上去比较贵,但对于企业,还是很愿意采用这种方式,因为他们不用养一个团队。“一种无人机产品研发一次就可以支撑很久,但养一个团队很贵,还不如花5倍的价钱找学校做一下,拿到结果就可以产业化了。”杨炯说,现在卖飞机其实已经不怎么挣钱了,“一架飞机的科研比手机要难很多倍,比如搞植保飞机,不但要配套各种供应链,要自己设计,要有流体的分析,要有能量的分析,还要派工作人员去下地干活。”无人机是一个重经验而轻技术的行业,用的越多,产品重复使用的量越大,你能够发掘的服务内容就越多。对于开源改飞控公司来说,这才是机会所在,“我觉得未来无人机的发展方向是——服务代替销售。”




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