上周，在美國紐約州雪城舉辦的無人機交通管制峰會（Unmanned Traffic Management Convention-UTM 2016）中，舉行了一場無人機避障飛行比賽，無人機方案提供企業(yè)Aerotenna獲得了此次峰會比賽的冠軍。與通常無人機采用的超聲波或雙目等方案避障不同的是，Aerotenna的避障方案采用以雷達技術為基礎的μSharp360度微波雷達，同時搭載了雷達高度計μLanding作為室內(nèi)定高，在障礙規(guī)避上效果相對傳統(tǒng)方案占了明顯優(yōu)勢。
Aerotenna2015年成立，總部在美國，中國設有分公司，據(jù)Aerotenna市場營銷負責人錢鴻樹介紹，他們團隊成員全都由10年以上雷達、無人機和高性能運算系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗的科研人員組成，在Aerotenna之前他們都是從事無人機冰川遙感、測繪等研究工作。就在本月初，他們剛剛發(fā)布了他們新一代的無人機應用產(chǎn)品：小型單向避障模塊μSharpPatch和OcPoC-mini系列FPGASoC飛行控制平臺。
小型無人機雷達模塊
隨著無人機應用的成熟和大規(guī)模普及，穩(wěn)定、可靠的避障系統(tǒng)對于無人機來說越發(fā)重要，而目前市面上的很多無人機產(chǎn)品所用的傳感方案無外乎視覺、超聲波等傳統(tǒng)方案，相對這些傳統(tǒng)方案，雷達的可靠性、準確度以及感知距離都定高相對上了一個層次。
錢鴻樹告訴雷鋒網(wǎng)，Aerotenna是第一家把傳統(tǒng)雷達系統(tǒng)微型化，并且打造成易于小型無人機集成的高性價比產(chǎn)品，在雷達方面，目前該公司有兩個產(chǎn)品線，一個是用于自主起降和定高飛行的高度計，另一個就是360度全向避障模塊。據(jù)了解，他們的雷達模塊可以做到正面面積比信用卡還?。?.5x4.5x0.8cm，50克）。
關于尺寸，Aerotenna中國研發(fā)中心負責人冀博士說，目前做無人機雷達這塊的廠商做的都比較小，但是關鍵點在于，做這方面的廠商也屈指可數(shù)。
在無人駕駛方向做雷達的很多，但是做無人機的很少，國內(nèi)僅僅也就幾家在做，在美國，包括比爾蓋茨投的雷達公司Echodyne在內(nèi)，也只有三四家而已，我們現(xiàn)在做的算是一個開創(chuàng)性的工作。
冀博士說，把雷達應用于無人機上的技術研發(fā)難度還是挺高的，射頻設計方法和制造流程、優(yōu)化內(nèi)部的天線結構、發(fā)射效率和帶寬的處理等等技術方面都是不小的挑戰(zhàn)。比如在天線方面頻率要非常高，所以天線的設計就要保證能滿足需求，另外，對信號處理的要求基本原理很簡單，但是想做得非常好的話也需要一定的信號處理的功底才行。比信用卡還小穩(wěn)定性更高，無人機避障未來趨勢是雷達？
作為一個無人機的感官系統(tǒng)，實時性要求更高也是硬需求，考慮到未來無人機在飛行執(zhí)行任務的過程中需要保持好的飛行狀態(tài)，就需要極高的安全性和穩(wěn)定性，這對傳感器收集到的信號信息以及同時所涉及到的應用能夠做實時處理的能力是一個關鍵點。
在性能和可靠性方面，雷達方案肯定遠遠勝于超聲波的方案。
縱然雷達方案的性能和技術優(yōu)勢遠勝于傳統(tǒng)視覺、超聲波等，但是市場上主流無人機通常還是會采用的雙目、超聲波等其他類型的傳感器，一方面是因為這類的人才大多在軍事領域，了解這方面的人并不是特別多，直至近兩年無人駕駛普及開來之后，才在汽車領域開始出現(xiàn)相關的研發(fā)人員。另一方面，受限于雷達的成本問題是這些廠商沒有使用這種方案的重要考量之一。
不過雷達方案也相應會有一些缺點，冀博士表示，雷達的優(yōu)勢可靠性，受環(huán)境影響較小，但是相對于視覺、激光等傳感器對環(huán)境感知的精細度要稍微差一些。不過這一方面是可以彌補的，像現(xiàn)在汽車上所用的“集合光學和微波雷達互補”的方案就是比較合理的。
多傳感器的一個方案是比較理想的方案。無人機在商用領域已經(jīng)開始向這個方向走了，比如視覺+超聲波，雷達方案也同樣可以這么做，我們的飛控也是在多傳感器融合的這一點進行考量而研發(fā)的。光學雷達集成的這一部分是我們一直想要完善的地方。
雷達是趨勢
錢鴻樹告訴雷鋒網(wǎng)，目前把雷達方案做到無人機上，成本相比雙目、超聲是要稍微貴一些，但并不是貴得離譜。
舉一個價位的參考的例子，“超聲波”好一點的一兩百（人民幣），雙目攝像頭稍微好一點大約六百到一千，我們的微波雷達目前大約在千元左右（根據(jù)解決方案的不同價位也不盡相同），但是這個價格也受生產(chǎn)量的影響，將來產(chǎn)量上去了也會相應降一些。
從無人機平臺集成這方面來講，如果一個無人機廠商想做低端消費級無人機，并且對成本有非常高的要求的話，那么這個雷達方案的價位對他們來說是不能接受的，但是對于商用和工業(yè)無人機領域來說，成本只是這些廠商考慮的因素之一，此外主要還是考慮方案所產(chǎn)生的功效能否滿足他們的需求，所以目前Aerotenna的客戶也都集中在這塊，不過未來他們的雷達方案也會用到消費級上，他們已經(jīng)對應提出了一個產(chǎn)品線，現(xiàn)在在跟一些消費級無人機的廠家進行對接。
我們覺得把雷達應用到無人機上是非常必要的，目前已經(jīng)充分證明了微波雷達的可靠性，雖然沒有被普及和采用，只是很多廠商基于成本的考慮會比較多，當未來當產(chǎn)量上升，成本下降到一個能夠接受的程度，比如說，當雷達方案能夠接近目前超聲波方案的成本的話，那在技術上，雷達就有著絕對的優(yōu)勢了。另外，以現(xiàn)在的成本來看，至少在商業(yè)和工業(yè)應用方面這個成本是完全可以接受的。
我主要表達的不是我們的產(chǎn)品有多好，而是說，對于無人機廠商和資深玩家來說，他們都清楚雷達對于無人機來說是一個什么樣的效果，但是對于普通的無人機消費者來說還不是特別了解，我們所做的也是想讓他們對雷達這項方案有新的認識。
錢鴻樹說，現(xiàn)在對于普通用戶來說，對無人機的需求很多都還停留在航拍機這方面，航拍機對于避障等性能的需求并不是十分尖端，所以雷達方案在用戶需求方面還沒有達到滿足趨勢的條件。隨著無人機技術的發(fā)展和應用的成熟，從玩具到半玩具半工具再到日常使用的工具，無人機能夠漸漸地成為一個日常所需，到那時候，穩(wěn)定性就會變成一個剛需。只要是剛需，成本通過更大的量產(chǎn)就能夠解決，這方面不用擔心。他說，Aerotenna的目標是把微波雷達傳感器的價位向超聲的價位靠攏，促進無人機雷達方案的普及。