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4月18日，杭州若聯科技在浙江湖州召開了“5G 無人機系統開發者版發布會”。據介紹，i800-5G具備5G網聯和邊緣計算功能，不僅可以實現超遠程飛行控制操作，還擁有定位信息、任務載荷數據融合處理，和自主導航運算的能力。該版本面向行業應用原型機研發和量產機型研發，適用于院所、高校、公司原型機預研團隊、公司量產機型研發團隊。能夠幫助開發團隊降低二次開發成本、縮短概念驗證周期，提高整機集成度，并且可靠性已初步驗證，有大量實際項目驗證的飛行數據積累。據了解，i800-5G完整資料近期將更新到guide.robsense.com。

本次發布會還開放了包含飛控源代碼、云服務源代碼、邊緣AI源代碼、任務計算機API、各類設備與載荷驅動等在內的核心技術。

EETOP受邀參加了此次無人機發布會。會后，獨家專訪若聯科技創始人金潔。

金潔介紹說：“如今行業應用已經經過了試水期，產品與市場匹配正在往需求的縱深處推進，無人機的保有量很可能馬上會迎來爆發式增長，機器代人也需要提供更好的服務和客戶價值。我們很期待能在某些細分行業，盡快與合作伙伴一起落地一些更加聚焦的系統級解決方案，加速產品市場匹配和價值閉環的迭代效率。”

i800-5G無人機核心技術

若聯科技本次發布的5G無人機系統開發者版，主要是針對無人機突發事件的現場態勢感知、巡邏巡檢和低空物流運輸等行業應用開發者，數據傳輸帶寬、實時控制響應速度等進行了大幅度優化升級。通過5G網絡實現智能感知環境、閃避障礙物、自主飛行等功能，并實現4K超清視頻超遠程傳輸與應用，提升巡檢和巡邏效率，可以為系統集成商面向終端客戶應用時，為客戶解決人力短缺問題，并且響應速度提升10倍以上，工作效率提升10倍以上，大大降低了人力成本。

據介紹，若聯科技2014年準備創業前，創始人使用的是現成的APM硬件，應用開發驗證用的是ArduPilot軟件，2015年與朋友合伙創辦若聯科技研發更高性能的飛行計算機硬件并優化飛控等機載軟件，2016-2017年便致力于開發更加符合市場需求的飛控等航電硬件，同時適配和進一步優化ArduPilot軟件。到了2018年，由于開源license和代碼開發團隊組織等原因，便開始同時嘗試px4固件，并且迭代基于自研硬件、操作系統和控制律的自主體系Phenix，也是本次發布會i800-5G的核心大腦，本次發布的是開發者版。

Phenix包括了飛控、飛行管理計算機、任務計算機、接入網網關和云服務，本次發布會是Phenix開發者版。

其中飛控采用的是px4的若聯優化版并公開源代碼。飛控架構主要有三層，底層是基于Nuttx操作系統的設備驅動和系統調動、中間層是基于uorb的進程間通信與多線程調度中間件，上端主要是飛行控制、位置控制、以及外部控制的通信接口；飛行管理計算機主要是面向企業級客戶，并沒有在本次發布會中詳細展開，里面包含了導航地圖數據庫、系統診斷數據庫、任務計劃管理、軌跡優化等高階模塊；任務管理器主要實現了IoT協議與IT協議轉換、4K推流、無人機“云原生”遙感遙測等功能模塊，將暫時以API方式提供給開發者，不久的將來有望開放源代碼；云服務負責與任務計算機通過5G接入網網關進行互聯互通，可以對5G無人機進行遠程“云原生”遙感遙控、直播4K視頻流、保存超清地融合了GIS信息的圖片樣本等操作，以及其他一些物聯網功能模塊，源代碼是開放的。

2019年，若聯科技拿到了國家發改委一個5G試點的應用項目，i800-5G正是在這個背景下，經過一年多的迭代完成的，不過各種機械結構、減震器、抗電磁干擾等系統級優化在若聯創立之初就開始了迭代。

因為要把對無人機來說“笨重“的計算機、5G終端加裝進原來i800的機艙內，并且保證整機的體積和重量嚴格控制在一定范圍內，以對接國家在無人駕駛飛行器運營的法律法規標準，研發團隊克服了很多困難。金潔展望說：“跨多學科的無人機系統做大簡單，做小非常難，未來的無人機5G模塊和各類機載計算機會越做越小，我們相信有一天，5G無人機系統會變得像手機一樣安全靈巧、一專多能。”

下面我們具體來看看這款具備5G網聯功能的無人機有哪些強大功能。硬件部分，下圖是i800-5G無人機的航電系統圖，包括飛控、任務計算機、邊緣接入網、5G工業模組等（飛管計算機為企業級版本未含在內）。

其中任務計算機除了基礎功能之外，還有一個作用，是將攝像頭的數據和飛控數據進行融合產生時空數據，帶有GIS信息的視頻與圖片才是行業應用的“金礦”。金潔特別強調說：“對于無人機應用來說，帶有時間和空間信息的圖片或視頻更具商業價值。”系統還加裝了一個交換機，核心設備通過有線網絡進行連接。

系統融合產生的時空數據可通過交換機后由相連的5G模組轉發到5G基站，然后再通過5G公網上傳到云端。整個硬件里面的協議用的都是常見的物聯網協議，并且協議進行了多次轉化最終變成IT協議。其實5G無人機就是將計算機與計算機網絡飛上了天，整個過程實現了物理世界與數字世界的一次次對話。“

在問到無人機迭代過程中的挑戰時，金潔介紹說，若聯科技從2018年開始做自己的Phenix系統，今天發布的是它的開發者版本。經過這幾年的不斷迭代，目前飛控的軟硬件，包括控制算法都已經自主掌握。也是從那一年開始，若聯科技開始使用自己更面向企業級應用的的軟硬件系統Phenix適配行業應用主機。到2019年去迭代i800-5G時，就是將更高性能的計算平臺、更大帶寬的網絡連接設備加裝到i800里面，與原先的系統軟硬件進行融合。每做一件硬件的加法，都是一個指數級的挑戰，主要在于為系統本身引入可靠性挑戰。加的雖然是硬件，帶來的是軟件層面指數級的問題和安全隱患，因為無人機系統迭代過程中涉及到大量系統工程學問題，是目前我們國家制造業積累幾十年后需要轉型升級的方向，行業急缺這方面人才，往往都在體制內。無人機行業也沒有系統性標準，往哪個方向走完全需要憑團隊自身能力和經驗。

此外，為了實現飛機5G端到端的性能，還需要打通很多軟件的互聯互通，來自傳統安防行業、電子計算機通信行業或汽車行業的模塊都是封閉系統無法提供軟件開發接口，千辛萬苦打通軟件接口后還要處理超清信息流時的性能優化。這些軟件迭代工作都完成后，再組裝一臺完整的無人機并進行大規模測試。沒有足夠飛行數據的飛機是不靠譜的，沒有客戶敢使用一臺剛組裝起來并沒有市場驗證過的樣機去解決自己的生產問題。

金潔表示：“時空數據才是真正有價值的信息。但是首先無人機要完成自主飛行，就需要借助雷達、攝像頭、機載MEMS傳感器、GNSS傳感器等。這些部件的數據格式與坐標建立方式不一樣，飛控系統進行數據融合和坐標轉換后，才可以用于自身的定位和導航。時空數據在這個解算和融合的過程中，也同時被提取了出來，與無人機任務執行、航跡規劃一疊加，物理空間、人、數字空間就有機地被統一了，這樣的數據既可以用于垂直行業應用也可以拿來優化無人機可靠性和性能。基于我們擁有超過6年的飛行數據積累，若聯科技已經從2019年開始進行了更深一步的機器學習算法開發，用于挖掘飛行器的數據價值，包括故障類型的分類識別、故障模型在線和離線預報預測。尤其是機械低頻振動、板載傳感器電磁干擾、航電設備溫漂等關鍵性數據。這樣的工作為的是在沒有行業標準指引的情況下，保證民用無人機在有限的預算內實現可用的安全性和可靠性。”未來，若聯科技還將推出不同機載設備的版本，以應對不同行業客戶的可靠性與易用性需求。

若聯科技提供的開源服務內容

無人機發展緩慢的關鍵原因之一就是迭代需要耗費大量的時間，以及承擔巨大的“炸機“風險。從建模，到飛行控制器設計，到系統仿真，到生成代碼后的仿真，到半硬件半物理仿真，再到室內實驗室飛行測試，這些工作都完成了，那還不是真正意義上的成功。去開闊場地飛行才是考驗的開始，室外實況飛行才是真正有價值的，而外部的氣象環境、電磁環境等變了所以意外有可能瞬間發生。

從技術開發角度講，5G無人機跨了多個學科，需要飛行器專業或者高可靠自動化系統專業的專家與電子信息計算機技術的專家互相協作，深度融合雙方優勢，這是一件費時費力且試錯成本很高的工作。

因為，大家都知道測試階段的無人車軟件有bug最多就是停機或者撞到路障，但是無人機如果出問題往往出現自毀甚至傷人毀物。而本次若聯也是開放了自己的技術積累，也包括大部分源代碼，i800-5G開發者版中的飛控采用了公司早期開發階段深度優化的px4固件（企業版為自主架構），6年來超過5000小時的飛行里程，30GB以上的飛行日志以及80次以上的程序迭代和10次以上高集成度電路系統的開發經驗，以及將大部分bug修復并提供了諸多新功能，若聯已經通過自身的試錯，為行業做了很多可靠性方面的鋪路石。

若聯希望原型機開發合作伙伴可以降低試錯成本專注應用開發，同時利用這些經驗和數據積累為量產機合作伙伴提供更深一度的行業專用機型聯合開發服務。

• 集物聯網技術的無人機的遠程操控，包括飛機狀態的實時顯示，及從云端下達指揮命令。
• 4K超清視頻流的實時直播。這個服務將真正實現遠程操控，人不需要去到現場。甚至不久的將來可以在云端設計一個云端AI算法通過5G網絡指揮無人機代替人去執行某些并不是很復雜的特定任務。
• 對照片的管理。無人機拍攝的照片參數都會跟機載的飛控、GNSS等進行融合疊加，這些帶GIS信息的照片再通過后臺建模軟件分析，就可以給出一個完整的有時空信息的模型，以便后端做出更多的診斷、分析和識別。同時，數據庫會對這些數據進行保存，整個應用現場的時空積累會持續去迭代優化。若聯科技已經打包整個云服務上的代碼，并且為云服務上各個子模塊都添加了相應的使用說明。

金潔進一步介紹說，若聯希望開放自身在嵌入式平臺、飛控算法、電磁與振動可靠性、功能安全、5G網聯、傳感器與載荷驅動等方面的專業知識、工程技術和實際運行優化經驗與數據結論，與上游專業伙伴一起開放合作，聯合打造可以服務于未來垂直行業的專用無人機系統，在當下無人機入網運行數量爆發式增加的壓力下，不斷夯實無人機系統自動化與自主化在可靠性、安全性方面的基礎，并逐步形成一套“云原生”的數字化解決方案。

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無人機迎來爆發式增長的拐點

萬物互聯是下一個時代的風向標。伴隨著移動互聯和5G時代的到來，萬物互聯迎來了真正意義上的爆發。不僅僅是人機和信息的簡單交換，而是更加深入的生物功能識別和讀取，以及物理空間的數字化。除了感知層，還需要強大的云平臺作為助推器，將收集到的數據信息進行儲存、計算、分析，進而發出指令給物聯網應用層。

萬物互聯中的設備，自然少不了無人機和各類無人系統。對于無人機與物聯網中其它設備環節的互聯互通，金潔介紹，以前用4G去做的時候，因為4G主要還是面向人的技術會出現大量的可靠性和安全性問題，5G從覆蓋到標準、到開發都是面向物聯網時代的，但是亟需一個更開放的平臺與5G技術本身共同成長，尤其是像無人機這樣跨領域跨學科的系統工程，完全由自己全部開發是不現實的。

無人機的發展，在2015年的時候，曾經迎來過一次發展的高潮，但之后發展就比較緩慢，其中一個很重要的原因就是整個行業的供應鏈的不完善。進入2021年，在5G的加持下，無人機又迎來了發展的風口，首先是市場需求，其次是邊緣計算、機器學習等技術進步的源動力。在聊到5G無人機最有可能的落地應用場景，金潔分享說，未來5G基站信號是要覆蓋300米以下低空的，為了讓無人機、飛行汽車、通航飛機等”5G終端“被廣泛應用起來，勢必需要了解5G信號在空中的質量分布情況。

因此，5G無人機用于空中5G信號的測繪也許是一個很好的應用，可以高效地幫助運營商找到”空中信號空洞“，并準確及時地通過網絡優化填補這些信號空洞。若聯科技也是在2019年參與了國家發改委的5G無人機示范項目，用5G無人機實施空中5G信號測繪和基站天線巡檢建模，應該是行業首創的，并且早在2016年就與Nokia完成了相關技術合作和產品原型開發。

再比如，重大事件與活動的實時超清現場態勢感知，如果能跨越時空障礙，真正實現”看得更清楚“、”看得更及時“，一定能催生一批應用，產生無法估量的經濟效益和社會效益。另外考慮到無人機本身的可靠性和安全性要求，無人機很可能先在”無人區“爆發，大家也已經目睹了很多”田間地頭“、”崇山峻嶺“中的無人機數量逐年高速增長。

雖然無人機迎來行業發展的成熟期，不過是否能在這個風口把握住機遇，很大程度上是看企業是否有持續抵抗行業震蕩的能力。從2015年創立至今，經歷2015年市場初期的高潮，到后來的緩慢下行，再到今天的再次回暖，若聯科技不管是順風還是逆風一直能迎風而上，這其中得益于公司的兩大砝碼。金潔介紹說，一是緊跟市場需求結合最落地的應用，二是堅持技術迭代更新探索行業技術邊界。

總結公司五到六年的迭代發展，金潔認為除了控制軟件算法、通信協議等核心技術積累，最值錢的還有以下幾點：

• 嵌入式硬件和軟件系統的開發。無人機容錯率低，嵌入式軟硬件開發有別于傳統3C設備。無人機系統的嵌入式系統與算法開發，要平衡的因素更多，尤其是系統與驅動可靠性、震動、電磁干擾，體積重量、功耗、熱管理等可靠性相關因素。
• 邊緣計算的開發。2018年，若聯科技就嘗試把輕量化神經網絡算法的壓縮在一顆硬幣大小芯片中，整板功耗2瓦內。能夠對圖片實現納秒級分類和毫秒級推理計算速度，并且達到98.5%以上的準度。無人機要做的可靠，它的功耗一定要低，并且保證這樣的邊緣或者終端計算處理能力，才能獲得大面積應用的可能。
• 還有一個比較重要的，就是震動的問題。自若聯科技2015年創業之初，就認為震動是根本性問題。這幾年，對減震器進行了三次迭代。最新一款，已經可以做到在三個軸上進行減震，并且不斷深扎低頻振蕩難題。
• 最后是磁干擾。若聯科技在做系統集成的時候，會特別小心的去處理器件位置的擺放和EMI/EMC屏蔽設計。飛機的量級如果大了，一旦有這類bug，就是定時炸彈，一旦問題發生就是災難級的事故，并且會指數級傳遞給同一款機型。所以這一點也是不能含糊的。