商业周刊/中文版·天地无人:无人技术专刊(商业周刊/中文版)
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怎样避免空中交通事故?

● 一家英国公司正给无人飞机安上虚拟眼睛,以避开其他飞机

● 2excel公司声称拥有“最大的空中碰撞数据库”

 

2005年与他人合作创建2Excel航空公司(2Excel Aviation)之前,克里斯·诺顿(Chris Norton)已经在英国皇家空军当了22年的战斗机飞行员。2Excel拥有一支由“霹雳飞刀”(Blades)飞机组成的特技飞行编队,并已获得航空公司营业执照,可以在表演翻滚和其他特技飞行表演时,有偿搭载乘客。此外,在这场华丽表演的幕后,2Excel正在投资解决航空业中一个最棘手的问题:为无人驾驶飞行器(即通常所说的无人机)开放民用航空空间。

无人机最为人所知的,是其战场上的用途,但它在民用航空市场也有着巨大的发展潜力,因为相对常规飞机而言,无人机造价相对低廉,在空中的停留时间更长。美国航空航天局已经尝试用无人机来监控森林火灾。在南非,无人机被用于从远程诊所向医学实验室运送血液样本。即便如此,在战区和军事范围之外,无人机的使用大部分是被禁止的。在大多数国家,美国联邦航空管理局之类的民用航空管理机构不允许无人机与常规飞机共用领空。

主要的障碍是所谓的发现-规避(sense-and-avoid)问题:机器人必须能够像人类飞行员一样,直观地识别其他飞机,并采取行动,以避免空中碰撞。建设信息化系统,从而攻克这一难题,“一直是无人驾驶领域的制胜之道(圣杯,Holy Grail),”美国航空无线电技术委员会(RTCA)203项目特别委员会联席主席罗斯·穆尼(Rose Mooney)说,该行业组织一直致力于无人机在美国的民用化。

2Excel公司相信自己已经找到了解决方案。通过与军用电子制造商意大利赛莱克斯伽利略公司(Selex Galileo)的合作,2Excel采用现成的照相机和电脑,已建立起一套相对廉价的发现-规避系统。尽管尚处于测试阶段,但2Excel公司表示,在发现瞬间撞机这方面,这套系统比飞行员的肉眼做得更出色。该公司的试飞员通常可探知到1.3英里以外迎面而来的飞机,而小型飞机自动化系统的探测距离一般为2.5英里。

为了达到这个精度等级,诺顿和他的团队在派珀小型客机(Piper Navajo)的机头下方安装了发现-规避系统。试飞中,飞行员多次——总共约1300次——掠过朝向派珀迎面飞来的飞机,集成了一份呈现迎面避让和危险接近(near miss)的电子纪录。这些资料形成了诺顿所说的“现有最大的空中碰撞数据库”。

机载计算机不断将实时视频与数据库加以比对,尝试匹配出飞机附近的物体到底是云、滑翔机、飞鸟,还是另一架飞行器,以及该物体的运动方向。当检测到威胁时,系统将会自动操作,使无人机进入回避模式。

还有大量奇思妙想。诺顿的研究小组正在努力降低软件将鸟群误判为飞行中的飞机或做出其他误报的次数。“如果系统总是喊狼来了,没有人会用它,”诺顿说。尤其当背景是繁忙的英国乡村,而不是清澈的天空时,系统就会出现物体分辨错误。尽管如此,不少国家的政府已经显示出了兴趣。英国国防部的研究机构国防科学与技术实验室(Defence Science and Technology Laboratory)已为此项目投资,但拒绝透露具体金额。3月19日,2Excel公司接待了来自美国联邦航空局及英国相关机构的代表团,展示了自己的技术。

诺顿计划先将这套系统作为轻型飞机的安全设备推向市场,以便在碰撞过程中提醒人类飞行员,预计零售版本的售价约1500英镑(约合2400美元)。他希望,这将是无人机获批在正常空域使用的第一步。“当GPS首次被应用在飞机上时,人们被禁止依赖这项技术,”诺顿说,“现在有了数万小时的实践和大量数据,我们的信心已经建立起来。”

(原载于《商业周刊/中文版》2012年4月6日刊)