【摘要】智慧蜂立式垂直起降固定翼無人機(jī)采用雙槳設(shè)計、鴨翼布局，氣動性能優(yōu)異，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡潔可靠，飛行效率高，便攜式純電動機(jī)型單架次續(xù)航時間可達(dá)200分鐘，單程230公里，遙遙領(lǐng)先行業(yè)水平。輔以人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)的有機(jī)融合，在目標(biāo)跟蹤、自動識別報警、智能巡檢等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，為無人機(jī)智能化應(yīng)用帶來技術(shù)革新，極大地提高行業(yè)應(yīng)用無人機(jī)自動化水平，減少人工參與，拓展了無人機(jī)在能源設(shè)施巡檢、國土資源測繪、警用消防偵察、應(yīng)急救援、軍用偵察打擊等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

  【簡潔高效的便攜式長航時立式垂直起降固定翼無人機(jī)】

  固定翼無人機(jī)以其續(xù)航時間長、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢在眾多行業(yè)應(yīng)用中扮演著越來越重要的角色，但同時，起降不便也成為制約固定翼機(jī)型應(yīng)用推廣的一大短板。固定翼飛行器一般需要滑跑或利用彈射架提供一定的初始速度，降落時通過傘降或滑降也需要較大面積的開闊場地。前拉單槳飛機(jī)前方視野受阻，發(fā)生故障降落時前端螺旋槳可能構(gòu)成安全隱患；后推單槳飛機(jī)手拋或彈射起飛時快速轉(zhuǎn)動的螺旋槳也構(gòu)成安全隱患。

  以簡潔高效的方式解決固定翼機(jī)型起降受限的難題，將對固定翼無人機(jī)推廣應(yīng)用起著極為關(guān)鍵的推動作用。智慧蜂立式垂直起降固定翼無人機(jī)采用雙槳設(shè)計、鴨翼布局，氣動性能優(yōu)異，同時具備垂直起降和高速巡航的能力，克服了以上弊端。該機(jī)型無需跑道和大面積起降空域，這種優(yōu)勢保證它能在山區(qū)、叢林等復(fù)雜地形和建筑物密集區(qū)域順利作業(yè)，極大拓展了無人機(jī)在能源設(shè)施巡檢、國土資源測繪、警用消防偵察、應(yīng)急救援等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

  該機(jī)型利用螺旋槳及兩側(cè)副翼提供四個自由度全姿態(tài)控制，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡潔，通過雙槳差動實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)彎半徑小，省卻垂直控制面。兩只螺旋槳分別裝在主機(jī)翼兩側(cè)，平飛時螺旋槳強(qiáng)大的后洗氣流增加機(jī)翼升力，同時提高副翼舵面控制效能，垂飛時提供有效姿態(tài)控制。

  與單槳固定翼飛機(jī)相比，雙槳設(shè)計起降安全、操控實用性好，避免了前拉單槳飛機(jī)前方視野受阻、發(fā)生故障降落時前端螺旋槳帶來安全隱患的問題。此外，立式垂直起降固定翼無人機(jī)機(jī)翼與機(jī)身采用可分離固定裝置，機(jī)翼上按需設(shè)有不同數(shù)量的螺旋槳，兩側(cè)機(jī)翼通過增加槳與電機(jī)方式增加續(xù)航與負(fù)載能力，實現(xiàn)一機(jī)多用，根據(jù)負(fù)載及續(xù)航要求更換機(jī)翼即可。

  鴨翼布局配平阻力較小，具有較大的升阻比，大迎角狀態(tài)時加強(qiáng)機(jī)翼前緣渦流，改善飛機(jī)大迎角狀態(tài)失速性能，低速大迎角飛行性能好，也有利于飛機(jī)的短距起降，為無人機(jī)在各行業(yè)的應(yīng)用提供更靈活的解決方案。

  智慧蜂立式垂直起降固定翼飛機(jī)具有優(yōu)異的抗風(fēng)性能，垂直起降時主動式風(fēng)向標(biāo)專利技術(shù)保證機(jī)頭指向迎風(fēng)方向，提高抗風(fēng)性能的同時充分利用機(jī)翼升力有效降低垂直起降功耗。

  （智慧蜂立式垂直起降固定翼無人機(jī)2.1米翼展機(jī)型）

  得益于其先進(jìn)的空氣動力學(xué)設(shè)計，簡潔高效的結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)，智慧蜂立式垂直起降固定翼無人機(jī)的作業(yè)效率遠(yuǎn)高于同級別其它種類垂直起降無人機(jī)。以2.1米翼展純電動機(jī)型為例，巡航速度為70km/h，掛載微單相機(jī)及差分GPS（總載荷600克）續(xù)航時間可達(dá)180分鐘，單架次飛行距離可達(dá)200km，與同級別其它類型垂飛固定翼續(xù)航時間60分鐘相比，飛行作業(yè)效率提高3-4倍。

  智慧蜂立式垂直起降固定翼無人機(jī)采用拔插式結(jié)構(gòu)設(shè)計，一分鐘快速拆裝、輕便易攜，為野外作業(yè)提供便利條件。事實上，智慧蜂便攜式純電動立式垂直起降固定翼無人機(jī)飛行時間及作業(yè)效率可以與油電混合機(jī)型一較高下，同時避免了油動飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用不便、重量大、震動強(qiáng)等缺陷。

  無人機(jī)作業(yè)區(qū)域往往地形復(fù)雜，固定翼機(jī)型在山地、丘陵以及建筑物、植被密集區(qū)域受起降場地限制無法正常作業(yè)，垂直起降機(jī)型的投入為大勢所趨。大多數(shù)無人機(jī)公司通過在機(jī)翼上安裝四個旋翼的方式實現(xiàn)固定翼飛機(jī)垂直起降功能，但是這種實現(xiàn)方式機(jī)械結(jié)構(gòu)冗余復(fù)雜，在水平飛行階段，四個旋翼處于關(guān)閉狀態(tài)，不僅增加結(jié)構(gòu)重量，還帶來額外飛行阻力，影響飛行姿態(tài)，飛行效率大打折扣。

  智慧蜂立式垂直起降無人機(jī)與某知名品牌復(fù)合翼垂直起降機(jī)型對比：

  翔鴻科技公司飛行實測結(jié)果顯示：智慧蜂2.1米翼展電動機(jī)型負(fù)載600g續(xù)航時間長達(dá)180分鐘；3.4米翼展電動機(jī)型負(fù)載1.1kg重量下，續(xù)航時間200分鐘，單程距離最遠(yuǎn)250公里，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，充分證明該設(shè)計簡潔高效。

  智慧蜂地面站擁有簡潔、易用的交互設(shè)計，實現(xiàn)地圖、視頻一體化，點(diǎn)擊屏幕即可隨意切換，通過WiFi連接長距離通訊基站，基站配備路由器可將實時視頻傳至遠(yuǎn)方指揮中心大屏幕。

  （視頻與地圖一體化，點(diǎn)擊可隨意切換）

  【人工智能深度學(xué)習(xí)開創(chuàng)行業(yè)應(yīng)用智能時代】

  無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用發(fā)展方向是長航時、智能化，現(xiàn)有技術(shù)中固定翼無人機(jī)起降操作不便，多旋翼機(jī)型續(xù)航時間短、巡航速度低，智慧蜂立式垂直起降固定翼無人機(jī)完美結(jié)合兩者優(yōu)勢，同時將人工智能與無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用深度結(jié)合，為警用反恐、察打一體、海事巡邏、邊防巡查、管網(wǎng)巡線、地理測繪、森林防火、環(huán)境保護(hù)、城市安防等行業(yè)應(yīng)用提供操作簡便且能搭載多種設(shè)備的智能化空中作業(yè)平臺，完美詮釋了翔鴻科技在無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的智造理念，開創(chuàng)工業(yè)級無人機(jī)智能時代。

  近年來，利用無人機(jī)偵察巡檢逐漸盛行。然而，在實際應(yīng)用中，操作員通過遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控突發(fā)事件容易疲勞，遙控追蹤移動或靜止目標(biāo)如車輛電塔幾乎是不可能完成的任務(wù)，因此目標(biāo)圖像識別自動跟蹤及預(yù)警功能必不可少。然而大多數(shù)無人機(jī)企業(yè)并不具備獨(dú)立開發(fā)導(dǎo)航控制系統(tǒng)與智能云臺的能力，飛控與云臺設(shè)備往往采用不同品牌產(chǎn)品進(jìn)行簡單集成，導(dǎo)航控制與視覺跟蹤無法有效融合，即使云臺能調(diào)整指向鎖定目標(biāo)，也無法實現(xiàn)無人機(jī)自主飛行追蹤目標(biāo)。導(dǎo)航控制地面站與云臺控制及視頻往往需要雙屏顯示及操作，實用性大大降低。

  智慧蜂無人機(jī)導(dǎo)航控制系統(tǒng)與智能云臺緊密互動，云臺鎖定目標(biāo)，估算目標(biāo)位置，從而實現(xiàn)對靜止或移動目標(biāo)的持續(xù)飛行跟蹤。智慧蜂地面站簡潔易用，導(dǎo)航控制與云臺視頻一體化，點(diǎn)擊屏幕即可隨意切換。

  在視覺識別跟蹤技術(shù)方面，行業(yè)內(nèi)多采用簡單的灰度對比算法，可靠性不高，目標(biāo)容易丟失，更無法自動搜索識別目標(biāo)。智慧蜂智能云臺采用穩(wěn)健的特征點(diǎn)匹配算法，并輔以人工智能深度學(xué)習(xí)建模，不但大大提高目標(biāo)跟蹤可靠性，還能無需人工干預(yù)自動識別目標(biāo)并采取相應(yīng)措施如取證，自動報警及對目標(biāo)持續(xù)追蹤。

  智慧蜂智能云臺具備以下特點(diǎn)：

  --通過一體化屏幕實現(xiàn)飛行器控制、航線規(guī)劃及操控任務(wù)載荷，如云臺控制，視頻顯示及視頻點(diǎn)擊目標(biāo)自動跟蹤等；

  --人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用提高了自動化水平，自動識別感興趣目標(biāo)并自動報警；

  --云臺360°旋轉(zhuǎn)無死角跟蹤目標(biāo)，即使被暫時遮擋也能持續(xù)跟蹤；

  --飛行器自動跟隨目標(biāo)飛行。

  基于簡潔高效的立式垂直起降固定翼飛行平臺，將人工智能與無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用深度結(jié)合，實現(xiàn)自動識別、報警、目標(biāo)跟蹤等功能，極大地提高了無人機(jī)應(yīng)用自動化水平，為無人機(jī)實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

  【量身定制智能化行業(yè)應(yīng)用解決方案】

  翔鴻科技在無人機(jī)導(dǎo)航控制、圖像識別、全系統(tǒng)設(shè)計集成等方面擁有多年的積淀，為無人機(jī)產(chǎn)品技術(shù)的持續(xù)研發(fā)及行業(yè)應(yīng)用的不斷完善提供堅實后盾。“靈活定制、隨需而變”的研發(fā)理念是翔鴻科技對無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用的極致詮釋，公司依托獨(dú)立自主的核心技術(shù)研發(fā)實力為行業(yè)用戶提供差異化定制服務(wù)。翔鴻科技將繼續(xù)致力于引領(lǐng)技術(shù)革新，探索發(fā)掘無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。

  地理測繪

  智慧蜂立式垂直起降固定翼無人機(jī)采用拔插式設(shè)計，拆裝便捷、輕便易攜，適合在偏遠(yuǎn)地區(qū)、復(fù)雜地勢下作業(yè)。2.1米翼展便攜式機(jī)型單架次飛行時間可達(dá)180分鐘，航程可超過200公里。行業(yè)內(nèi)2米翼展同級別固定翼無人機(jī)續(xù)航時間普遍在60分鐘以下，除去起降與飛抵作業(yè)區(qū)所耗時間，實際航拍作業(yè)飛行時間長達(dá)同級別垂飛固定翼無人機(jī)的3-4倍，同時超長航時便于選擇遠(yuǎn)離作業(yè)區(qū)的合適場地起降，大大提高作業(yè)效率。

  可以按照任務(wù)需求安裝多種正射影像高清相機(jī)，及定制傾斜攝影五拼相機(jī)。

  管網(wǎng)巡檢

  無人機(jī)搭載智能云臺，視覺定位輔助沿管線實時巡檢，通過深度學(xué)習(xí)建模對管線破損、占壓、塌方、漏油等異常情況進(jìn)行自動識別報警；無人機(jī)搭載激光探測儀沿天然氣管道巡檢，通過接收泄漏氣團(tuán)反射回的微量激光測量甲烷氣體的積分吸收濃度，并在地面站進(jìn)行實時報警。

  （天然氣泄漏檢測 地面站警示功能）

  軍用察打一體

  立式垂直起降固定翼無人機(jī)配備智能雙光云臺，可從載體艦船或移動基站垂直起降，自動識別追蹤可疑目標(biāo)并進(jìn)行預(yù)警，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)建立目標(biāo)模型，自動區(qū)分目標(biāo)種類，識別目標(biāo)薄弱環(huán)節(jié)（如坦克車履帶、汽車車窗等），必要時實施精準(zhǔn)打擊。

  環(huán)境監(jiān)測

  立式垂直起降固定翼無人機(jī)掛載氣體傳感器對轄區(qū)大氣環(huán)境進(jìn)行自動巡航監(jiān)測，實時建立大氣環(huán)境質(zhì)量模型，了解區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，分析污染物擴(kuò)散趨勢，在時間和空間尺度上準(zhǔn)確描述各種污染物的遷移、輸送、轉(zhuǎn)化等變化特征，分析工業(yè)區(qū)、住宅區(qū)、道路污染源，為大氣污染防治提供決策依據(jù)。

  林火巡查

  無人機(jī)搭載可見光+紅外一體化智能云臺對目標(biāo)林區(qū)環(huán)境進(jìn)行自動判讀識別，自動探測環(huán)境熱源，檢測到火情后可實時流暢的回傳高清錄像及紅外成像，同時自動發(fā)送精準(zhǔn)位置信息并預(yù)警。系統(tǒng)經(jīng)過訓(xùn)練建立模型，可自動分辨火苗、煙霧與山間林霧，有效預(yù)警火情。

  城市管理

  在城市管理巡查應(yīng)用中，立式垂直起降固定翼無人機(jī)搭載智能云臺對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行自動巡檢，通過人工智能自動識別疑似違建、私設(shè)大型戶外廣告牌、違規(guī)自建施工、建材堆放、腳手架等情況并拍照取證，同時能夠在地面站進(jìn)行預(yù)警提示，便于管理人員及時對異常狀況進(jìn)行確認(rèn)與處理。

  野生動物保護(hù)

  立式垂直起降固定翼無人機(jī)搭載智能云臺在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)自動巡查，系統(tǒng)可建立動物模型，識別不同動物種類及數(shù)量，建立物種檔案數(shù)據(jù)庫，計算分析物種的分布、遷徙及繁衍等變化信息。無人機(jī)系統(tǒng)在巡檢時對非法狩獵等情況可進(jìn)行自動預(yù)警和巡護(hù)人員調(diào)度。針對安裝有衛(wèi)星定位跟蹤的物種個體，可根據(jù)其坐標(biāo)信息制定航線進(jìn)行追蹤監(jiān)控。

  交通管制

  無人機(jī)搭載智能云臺巡查重要交通路段，對異常車輛行駛軌跡、非法占道、超速等進(jìn)行行為分析、自動識別報警，并對可疑車輛進(jìn)行拍照取證、定位追蹤。通過連接公安交警大數(shù)據(jù)，對車主進(jìn)行警告，必要時調(diào)動該路段范圍內(nèi)的警員力量對違規(guī)車輛實施緊急攔截，以避免重大交通事故的發(fā)生。