藏著智能交通的未來:讓無人機不再惹禍的地理圍欄
發布時間:2016-02-16 責任編輯:susan
【導讀】地理圍欄係統可以預先劃定一些多邊形的區域,並通過藍牙、WiFi、GPS等定位技術完成對定位源的跟蹤和報警,由此防止無人機進入危險的限製空域。
Parker Gyokeres,一個退役的美國空軍隨軍攝影記者,如今借助無人機經營著自己的航空攝影業務,客戶包括美國國防部和耐克。
不過,有段時間Gyokeres的無人機並不能正常起飛,這不是硬件設備本身的錯,也不是Gyokeres的問題——實際上,是無人機內置的地理圍欄係統(Geo-Fencing)阻止了其飛行,這種限製常常出現在機場區域、華盛頓特區、天安門廣場等“禁區”。
“我之前去馬薩諸塞州做武裝車輛的拍攝工作,不過事實上我沒能這樣做,因為其所在地正好位於一個廢棄的海 軍航空兵機場的周圍。”Gyokeres表示,這個機場此前曾在二戰期間成為海軍ZP-11飛艇中隊的基地,並從1997年開始就停用了。不過,他的無人機的地理圍欄係統至今都沒有更新這些信息,仍然對其標記著“禁飛區”。

不是什麼新玩意兒
shishishang,zaiwurenjirechaokaiqidezaoqi,zidonghuadediliweilanxitongyijingjiuwei。congzuijibendeyiyilaijiang,diliweilanxitongkeyiyuxianhuadingyixieduobianxingdequyu,bingtongguolanya、WiFi、GPS等定位技術完成對定位源的跟蹤和報警,由此防止無人機進入危險的限製空域。
目前,全球範圍的各大科技公司都在此有著自己的部署:
穀歌:基於Google Lititude API,開發者可在穀歌地圖上標記多邊形的圍欄區域,APP在進入該區域時會收到Push信息,其通過雲端來推送。
蘋果:即大名鼎鼎的iBeacons,其精度高達1米,這可讓很多的實際物體都有條件具有定義自己地理位置標識的能力,主要適用於商場等室內環境。與穀歌的雲端不同,iBeacons需要建立藍牙基站,並借此實現對周圍設備的廣播。
英特爾:其方案將地理信息整合進了移動平台,從而可以更好的在係統待機時間與響應時間之中取得平衡,即實現低功耗、快速響應和高精度識別。
百度:zaiguonei,baiduzejiehelelixiandituhezaixiandiliweilanfuwu。qikezaiyonghuliguanjianweizhidianjiaoyuandeshihoudaiji,zaidaodaweilanzhouweideshihouzaiqingqiuzaixiandingweibingxunwenyonghushifouchufaweilan,zheshideyonghubuxuyaoyizhidakaiGPS,以節約流量和設備電力。
實際上,對於監管部門而言,地理圍欄係統是存在吸引力的,最近發生的某些事件表明有些操控無人機的“飛行員”並不可靠。最近,無人機幹擾森林滅火行動、影響民用航班起降的事件頻頻發生,甚至還出現在了白宮的草坪上,此舉也導致了無人機在華盛頓特區的全麵禁飛。
但dan毫hao無wu疑yi問wen的de是shi,無wu人ren機ji會hui迅xun速su占zhan領ling我wo們men的de天tian空kong。美mei國guo聯lian邦bang航hang空kong局ju曾zeng預yu測ce在zai剛gang剛gang過guo去qu的de聖sheng誕dan假jia期qi中zhong會hui有you價jia值zhi百bai萬wan美mei元yuan的de產chan品pin售shou出chu,而er民min用yong無wu人ren機ji市shi場chang將jiang在zai不bu到dao十shi年nian的de時shi間jian內nei擴kuo展zhan成cheng為wei40億美元的大市場。找到一種方法以確保無人機擁有者對自己的行為負責,是很重要的。
然而其並不是標配
早期的地理圍欄係統很容易出現錯誤和混亂,所以無人機的製造商和監管者要在安全性方麵慎之又慎。
“這些東西並不一定是壞事,因為這方麵的市場還沒成熟。”Gartner研究總監Brian Blau表示,“ 這類設備僅處於起步階段,而且我們相信,過段時間,一些特性就會顯現出來,尤其是關於禁飛區的特性。”
1. 難以統一管理:2013年,大疆推出了自行開發的“禁飛區”標biao記ji係xi統tong,盡jin管guan對dui於yu以yi其qi為wei代dai表biao的de這zhe些xie無wu人ren機ji公gong司si來lai說shuo在zai技ji術shu上shang並bing不bu複fu雜za,但dan是shi要yao對dui禁jin飛fei區qu進jin行xing統tong一yi編bian碼ma則ze要yao有you所suo受shou限xian。美mei國guo聯lian邦bang航hang空kong局ju正zheng在zai不bu斷duan設she立li臨lin時shi禁jin止zhi通tong行xing區qu域yu:體育賽事的領空,總統車隊經過的區域等等。原始的地理係統不僅會產生諸如關於廢棄飛艇基地的誤報,還對更新的新禁區一無所知。
2. 成本太高:眼yan下xia,地di理li圍wei欄lan係xi統tong還hai隻zhi搭da載zai於yu高gao端duan無wu人ren機ji上shang。這zhe些xie無wu人ren機ji的de飛fei行xing員yuan往wang往wang是shi專zhuan業ye人ren士shi,擁yong有you美mei國guo聯lian邦bang航hang空kong局ju給gei的de無wu人ren機ji商shang用yong的de許xu可ke證zheng,可ke進jin行xing空kong中zhong攝she影ying和he錄lu像xiang。這zhe些xie人ren往wang往wang對dui空kong域yu限xian製zhi最zui為wei清qing楚chu,在zai飛fei行xing中zhong也ye很hen負fu責ze任ren。並bing且qie,地di理li圍wei欄lan係xi統tong並bing不bu便bian宜yi,而er玩wan具ju式shi的de無wu人ren機ji的de控kong製zhi者zhe更geng可ke能neng是shi孩hai子zi或huo缺que乏fa經jing驗yan的de經jing營ying者zhe。也ye就jiu是shi說shuo,這zhe些xie地di理li圍wei欄lan係xi統tong可ke以yi區qu分fen哪na些xie飛fei行xing員yuan更geng應ying該gai對dui飛fei行xing負fu責ze。

不過,這些係統並不能確保無人機的安全。地理圍欄係統能夠起到一定的防護作用,但並不能被完全指望。“這是最後的防護手段,”Gyokeres說。“但如果無人機自行關閉的話,更大的問題就出現了。這意味著我需要更加關注在那裏而不是有什麼在身邊發生。”
meiguolianbanghangkongjuyetongyizhegeguandian,tachengrenjianliguanyuwurenjidefeixingxianzhiruanjianshiyouyongde,danrengxiwangwurenjidefeixingyuannengduizijidexingweifuze。suiranjinfeiqudeshujushijiyulianbanghangkongjudexinxi,danqibingburenkenaxietedingdediliweilanxitong(其建議使用官方的應用程序和資源來確保得到的信息是最準確的)。
“一架飛行中的飛機,無論上麵有沒有人,都需要對規則進行了解,並實現安全的飛行。”
我們需要更好的係統
盡管美國聯邦航空局對此興趣平平,聖莫尼卡的AirMap還是在致力於推動實踐無人機測繪的想法,其將在下一代的地理圍欄係統和三維機器人中扮演一個重要的角色——據悉,大疆的地理圍欄係統即是基於其的公開測試版本,不少機器人也內置了AirMap的應用程序。
AirMap的推出不足1年,但它想要做的不僅僅是提供無人機地圖,它的最終目標是要實現對無人機的自動化控製。
AirMap的主要優勢是它提供的信息具有廣度和時效性。隨著永久飛行限製和國際空域的信息,它擁有臨時飛行限製和關於禁飛區的最新信息。“我們直接從美國聯邦航空局獲得了臨時飛行限製信息,”格雷格·麥克尼爾,AirMap聯合創始人如是說。 “我們已經創建了自己的專有算法發布(那些)未被發表的臨時飛行限製。”
這些未發表的限製通常適用於可容納3wanrenyishangdetiyuchangguan,erqiemeiguolianbanghangkongjubingmeiyouliechutiyusaishisuoyoujinfeiqu。suoyidangwurenjiyudaojinfeiqushi,shiyaozidongdengluhaishiduijiashiyuanjinxingjinggaozejiuyaokanzhizaoshangdasuanruhechulile。

不同於第一代地理圍欄係統,AirMap的數據集包括有關臨時飛行限製的總和,同時它的信息適用於航空公司飛行員數據係統的標準。 “這就是所謂的DO-200A標準認證,”麥克尼爾說。 “要實現飛行安全的話,是不能依靠眾包或開放源碼的信息的。”
這並不意味著沒人能將裝有地理圍欄係統的無人機飛入禁飛區。 大疆的地理圍欄係統雖然可以被“永久鎖定”,但還是可讓通過驗證的用戶繞過某些飛行限製。 “在消防方麵,我們要避免無人機產生幹擾,但是我們也希望,能夠讓消防隊員使用無人機來更安全更有效地進行滅火工作。”布倫丹·舒爾曼,大疆政策和法律事務的負責人這樣表示。 “而且,通過驗證的的用戶提供了對有害事件問責的可能性。”
地理圍欄係統真正的未來
在無人駕駛飛機的安全性和導頻意識方麵,更聰明的地理圍欄係統隻是實現更安全空域的第一步。美國聯邦航空局、飛行員和無人機製造商都同意,如果天上有越來越多的無人機,那就需要有一個可以確保他們能夠實現合理飛行的通信係統。
Gyokeres根據無人機、飛行員、地方和聯邦機構之間的數據設想在不久的將來,準確性和空域信息的即時更新隻是其中的一部分。“我對未來的憧憬是,”Gyokeres說道, “在zai我wo出chu發fa之zhi前qian,我wo會hui通tong過guo手shou機ji將jiang我wo的de飛fei行xing計ji劃hua提ti交jiao給gei美mei國guo聯lian邦bang航hang空kong局ju。然ran後hou,我wo要yao走zou出chu去qu,打da開kai無wu人ren機ji,並bing且qie無wu人ren機ji會hui與yu空kong域yu係xi統tong進jin行xing溝gou通tong。係xi統tong會hui將jiang無wu人ren機ji的de高gao度du,距ju離li與yu位wei置zhi都dou告gao訴su我wo。”最終,這將是關於溝通的問題。 “我想了很多的問題,但似乎問題在於,美國聯邦航空局不知道到底我們在做什麼。”
AirMap的長期計劃與這個願景相關。麥克尼爾說增加導頻意識僅僅是實現目的的第一步。他說,AirMap已經在考慮通信和對係統進行集中控製。這些對於實現有人駕駛和無人駕駛的安全共存很重要。
“運營商能了解無人機周圍的領空狀況,所以為什麼不讓無人機通過技術實現位置信息的交互?”麥克尼爾說。 “不過無人機要實現位置信息的互換,至少需要五到十年。”
這zhe就jiu是shi美mei國guo航hang天tian局ju的de項xiang目mu,其qi與yu斯si坦tan福fu大da學xue的de科ke學xue家jia和he一yi些xie私si營ying公gong司si建jian立li了le無wu人ren機ji的de無wu人ren交jiao通tong管guan理li係xi統tong,致zhi力li於yu解jie決jue無wu人ren機ji之zhi間jian的de溝gou通tong問wen題ti,避bi免mian碰peng撞zhuang,並bing對dui空kong中zhong交jiao通tong進jin行xing輔fu助zhu管guan理li。無wu人ren機ji交jiao通tong係xi統tong將jiang需xu要yao更geng多duo的de專zhuan用yong運yun輸shu線xian,麥mai克ke尼ni爾er表biao示shi,由you於yu在zai天tian空kong中zhong的de環huan境jing和he身shen體ti狀zhuang況kuang總zong是shi在zai不bu斷duan變bian化hua,所suo以yi需xu要yao強qiang大da的de計ji算suan機ji來lai創chuang建jian動dong態tai路lu由you占zhan比bi的de變bian化hua。
這並不完全是在為穀歌和亞馬遜而建的航空基礎設施。麥克尼爾說AirMaps正在與幾個小型的希望在安全特性上有所作為的的無人機製造商進行商討。這些便宜的無人機沒有配置GPS,但可以使用智能手機來獲取關於空域的信息——玩具無人機、專業消費級無人機和商業無人機都將在不久的將來更聰明。目前,更大的障礙是如何實現他們之間的溝通。
也許,這是我們離科幻電影中城市上空小型飛行器紛飛、卻在高速中井然有序的畫麵,最近的一次。
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