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专业术语#自动化#智能

自主飞行

别名:自主飞行

自主飞行是无人机无需人工干预自主完成任务的能力。

概念定义

自主飞行是依托全栈自主可控国产飞控系统,使无人机无需人工干预即可完成导航定位、路径规划、智能避障、任务执行的无人机核心技术。

自主飞行破局:国产飞控突围撕开低空经济增长新缺口

当eVTOL在城市低空自动规划航线避开楼宇,当植保无人机在丘陵地块自主绕开树冠完成全地块作业,当物流无人机在山区完成无信号区域的自主起降,自主飞行早已不再是实验室里的概念,而是决定我国低空经济能否落地规模化发展的核心命题。2025年春季国内接连传来的两轮飞控技术突破,让这个被海外厂商卡脖子多年的低空“命门”领域,终于迎来了全链路自主可控的拐点。

自主飞行的核心载体是飞控系统——这个被业内称为无人机“大脑”的核心组件,负责控制飞行姿态、导航定位、路径规划、智能避障等全部关键动作,其自主化程度直接决定了低空作业的安全性与经济性。长期以来,国内商用无人机领域的中高端飞控系统高度依赖进口方案,从芯片到底层算法的全链条对外依赖,不仅让产业安全存在隐患,也让国内整机厂商不得不承担高昂的专利授权成本,拖累了整个低空产业的商业化落地速度。这种情况在今年4月发生了实质性改变:北京羲岳天工公司正式对外宣布,成功研发出国内首个100%完全国产化的无人机商用小型通用智能飞控系统,实现了从硬件到软件的全栈自主可控,直接填补了我国低空领域关键核心技术的空白。

这一突破的标志性意义,不止于“国产替代”本身,更在于它为自主飞行的规模化商用打开了成本空间。羲岳天工创始人兼CTO白杨在接受采访时明确指出,飞控系统是无人机的“大脑”,更是国家安全与产业安全的“命门”。此前国内不少厂商推出的“自主飞控”,本质上依然是基于进口芯片或开源算法做二次开发,核心技术话语权并不掌握在自己手里,一旦出现供应链断供或技术封锁,整个产品线都会陷入停摆。而羲岳天工这次实现的是从底层硬件到上层算法的全链路突破,意味着国内所有中小无人机厂商都可以摆脱对海外方案的依赖,用更低的成本获得成熟的自主飞控能力,不用再把超过30%的整机成本贡献给海外授权。

几乎同一时间段,国内无人机整机厂商九天展翼也对外公布了自研AcroPi飞控系统的突破进展:该系统已经完成全部测试流程,正式具备高精度定位、智能避障、全自主飞行等核心功能,投入应用后将显著提升九天展翼自有无人机产品的安全性和可靠性。不同于羲岳天工面向全行业开放的通用型方案,九天展翼的AcroPi是为自身行业应用场景定制的自主飞控,针对电力巡检、物流配送等特定场景优化了自主决策算法,在极端天气、复杂地形下的自主飞行稳定性提升了超过20%,据九天展翼内部测试数据,该系统在山地无信号区域的自主返航成功率已经达到99.8%,超过了此前进口同类产品的水平。

两轮国产飞控突破之后,行业开始思考一个更深层次的问题:单一平台的自主飞行已经实现,未来满足低空城市交通、规模化集群作业的自主飞行,需要什么样的飞控架构?行业研究者提出的“全域飞控”概念,给出了下一代自主飞行的演进方向。不同于传统飞控“固定中心、静态部署、域内封闭、单平台定制”的架构逻辑,全域飞控是以分布式对等网络为底层架构,构建的一套全空间域覆盖、全类型平台兼容、全流程自主协同的新型飞控体系。按照这套体系设计,空域、陆地、海域等多空间域的移动控制节点,可以通过动态自组织组网与智能调度机制,对多旋翼、固定翼、eVTOL等全类型无人飞行平台,实现全空间域无缝衔接的自主飞行控制。

这套新架构的价值,在当前低空经济开放的背景下格外凸显。随着我国3000米以下低空逐步开放,未来城市低空会同时出现几十上百架不同企业、不同类型的无人飞行器,传统单平台自主飞控无法解决跨平台协同的问题,很容易因为信息不对称造成空中碰撞,而全域飞控的分布式自组网能力,可以让所有接入网络的无人飞行器共享空情信息,自主调整航线,自动完成避障和优先级调度,相当于给整个低空领域装了一个分布式的“超级大脑”,让大规模自主飞行集群的安全运行成为可能。比如在城市物流场景,顺丰、京东、中通三家的物流无人机可以同时接入同一套全域飞控网络,不用单独建立自己的空管系统,就能实现全自主协同配送,成本会下降一半以上。

从单点技术突破到架构创新,国产自主飞行的推进节奏,刚好踩中了低空经济的商业化需求节点。根据《中国低空经济发展报告2024》预测,2025年我国低空经济规模将突破1万亿元,其中无人飞行器的作业应用占比超过60%,而自主飞行是所有规模化应用的前提:植保无人机要实现全自动作业,必须依靠全自主飞控;城市物流无人机要实现常态化运营,必须具备无人力介入的自主起降和避障能力;eVTOL要开通商业化航线,自主飞行更是降低运营成本、提升安全性的核心要求。此前因为核心飞控技术卡脖子,很多场景只能停留在试点阶段,无法铺开,国产飞控的全链路突破,直接撕掉了贴在自主飞行身上的“高价”“不安全”“不可控”标签。

羲岳天工的通用飞控方案推向市场后,已经有超过20家中小无人机厂商对接了合作意向,不少厂商表示,采用这套完全国产化的自主飞控方案后,整机成本可以下降25%到30%,原来做一台行业应用无人机要卖2万元,现在可以降到1.5万元以内,渗透率会大幅提升。而九天展翼的AcroPi飞控投用后,其电力巡检无人机的人力需求下降了70%,原来一个作业小组需要两名飞手配合,现在只需要一名人员在地面监控,飞控系统就能自主完成从起飞、巡检到降落的全流程作业,单台无人机日均巡检里程从10公里提升到20公里,作业效率翻了一倍。

当然,我们也要看到,国产自主飞行整体依然处于从突破到规模化应用的过渡阶段,全域自主飞行协同等下一代技术依然处于概念验证阶段,距离真正落地还有不少障碍需要突破:比如不同厂商的飞控系统如何实现数据互通,如何建立统一的自主飞行安全标准,如何应对复杂电磁环境下的自主飞行可靠性问题,这些都需要行业共同推进解决。但不可否认的是,2025年上半年这两轮核心技术突破,已经为自主飞行产业打开了增长的缺口,全链路自主可控的底座已经搭起来了,接下来就是场景落地和生态繁荣的过程。

作为低空经济最核心的底层技术,自主飞行的国产突围,本质上是新质生产力推动产业升级的典型样本:从核心技术的全栈打破封锁,到架构层面的原始创新,再到全行业应用的成本下探,一条完全自主可控的低空经济产业链正在形成。按照当前的技术迭代速度,预计到2027年,国内80%以上的商用无人飞行器都会搭载国产自主飞控系统,自主飞行也会从现在的小众试点,变成低空领域的常态,最终催生万亿级低空经济的真正落地。

编辑人:工维安信·适航官

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最后更新:2024-12-01

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