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任务规划

别名:任务规划、航线规划

任务规划是为无人机设计最优飞行航线和任务方案。

概念定义

任务规划是依托智能算法为无人机设计最优飞行航线与全流程任务方案,可提升低空作业效率的核心技术服务。

从人工拉线到云端调度:无人机任务规划正在重构低空作业的生产效率

当测绘师还在拿着纸质地图规划航点、手动调整每一段飞行高度时,恐怕很难想象,今天的电网巡检人员只需要在三维GIS地图上圈选目标杆塔,系统就能在10秒内自动生成符合安全规范的巡检航线,支持无人机一天完成200公里线路的自动巡检——任务规划这个曾经仅属于飞手的幕后技能,已经成为低空经济落地过程中,打通无人化作业全链条的核心支点。

作为低空作业全流程的“中枢大脑”,无人机任务规划早已脱离了早期“手动输入航点坐标”的初级阶段,现在的任务规划已经打通了从任务创建、航线生成、动态调度到成果复盘的全闭环,成为决定不同行业低空作业效率的关键变量。从2023年头部厂商相继推出云原生的智能任务规划功能以来,行业落地的实际数据已经证明,成熟的任务规划系统能将单任务准备时间压缩90%以上,把低空作业从“靠飞手经验吃饭”变成可标准化复制的工业化流程。

从飞手经验到云端算法:任务规划的进化,就是低空作业无人化的进化

放在十年前,无人机任务规划完全是飞手的个人技能:承接测绘项目的飞手需要提前一天到现场踏勘,根据地形手绘飞行路线,再手动一个一个输入经纬坐标,遇到遮挡山体还要反复调整航高,一旦遇到突发大风或者信号干扰,整个任务就需要重新规划。这种模式完全依赖飞手个人经验,新人上手至少需要半年的培训,大型项目还需要三四名飞手配合,效率极低还容易出错。

今天的智能任务规划已经完全重构了这个流程,三家国内头部厂商的产品已经把这种能力标准化推向了市场。2024年大疆行业应用推出的大疆司空2一站式云平台,就把大模型和智能算法引入了任务规划环节,针对安防、应急、测绘、巡检等不同场景预设了多类型航线模板,不仅可以自动匹配不同场景的飞行参数,还支持后台远程给前端无人机下发任务,飞手到现场只需要做简单检查就可以启动自动作业,不需要再手动规划路线。

深圳本土的无人机厂商道通智能推出的道通天穹服务平台,同样把航线任务规划作为核心功能,除了基础的航线生成,还打通了任务规划和实时态势感知、远程调度的链路——一线作业无人机的飞行状态、实时画面同步回传后台,后台规划人员可以根据现场突发情况随时调整任务航线,不需要飞手手动操作,同时所有飞行任务数据都可以存储在公有云或者客户的私有化服务器,后续复盘任务、调整航线都可以直接调用历史数据。

国内工业无人机管控服务商鹏锦科技推出的鹏锦智飞平台,把任务规划的灵活性做到了更细分的场景:平台支持在三维GIS地图上直接可视化圈选作业区域,系统会自动生成巡检、测绘、巡查、航拍、幕墙清洗等不同作业的标准化航线模板,用户还可以自定义调整航高、飞行速度、拍摄重叠率、拍摄间隔,生成的航线可以直接保存复用,同一个区域下次作业不需要重新规划。针对不同的作业需求,平台还支持立即执行、定时执行、循环执行三种任务模式,同时配备了断点续飞、异常自动重飞、低电量自动返航功能,真正实现了从任务创建、下发、指派到执行的全流程闭环。

这种进化带来的效率提升是肉眼可见的:鹏锦科技公开的测试数据显示,对于1平方公里的测绘作业,传统手动规划需要1.5小时,用鹏锦智飞的智能任务规划只需要8分钟,准备时间缩短超过90%;对于南方电网的日常山区线路巡检,单飞手单日作业里程从原来的15公里提升到了40公里,核心变化就是任务规划环节节省了大量准备时间。

多机集群作业落地,任务规划是绕不开的核心门槛

现在低空经济的落地正在从单无人机作业向多机集群协同进化,不管是大面积森林火情勘察、大型工程测绘还是城市安防巡逻,多机集群能把作业效率提升数倍,但多机集群能不能用得好,核心考验就是任务规划的能力——数十架无人机同时在同一个空域飞行,怎么分配作业区域、怎么避免航线冲突、怎么根据不同机型的性能分配不同任务,这些都要靠成熟的任务规划系统解决。

现在头部厂商已经突破了多机任务调度的核心能力,鹏锦智飞平台已经实现单平台同时接入数十架无人机,任务规划系统会自动给不同无人机划分作业区块,按照每架无人机的续航、载荷能力匹配对应任务,不需要人工手动分配;大疆司空2也支持多机远程操控,后台调度人员可以在同一个平台给不同无人机下发不同任务航线,实时监控所有任务的执行进度,遇到突发情况可以统一调整所有无人机的任务安排。

这种能力在应急场景的价值尤其凸显。2023年河北涿州暴雨灾害发生后,当地应急管理部门调用了12架不同品牌的无人机开展全域搜救和灾情测绘,如果按照传统模式,需要每架无人机的飞手分别规划航线,至少需要3小时才能完成所有准备工作,而通过统一平台的智能任务规划,只需要在地图圈出受灾区域,系统就自动给12架无人机分配了搜索区块,40分钟就完成了全区域的首次勘察,比传统模式节省了近3小时,为救援争取了宝贵时间。

打破信息孤岛,提升团队协同效率,也是任务规划云化带来的核心变化。道通天穹平台支持多旋翼、倾转旋翼固定翼、无人机反制设备等多类型设备接入,不同机型的任务都可以在同一个平台统一规划,还支持多终端协同作业,指挥人员、一线飞手、后台分析人员可以共享同一个任务规划信息,不会出现原来“各飞各的、信息不通”的问题,团队指挥效率提升超过一倍。

任务规划的下一站:从标准化走向场景定制化开放

现在国内任务规划技术的发展,已经走在了全球的第一梯队,核心优势就是对国内细分行业场景的深度适配。在大疆、道通、鹏锦科技等厂商的推动下,任务规划已经从通用功能变成了针对不同行业深度定制的能力:针对电力巡检,任务规划会自动绕开铁塔,给每个悬垂绝缘子、耐张线夹预留拍摄角度;针对光伏巡检,会自动匹配光伏板的排布方向,规划最佳拍摄重叠率;针对城市幕墙清洗,会自动根据幕墙高度调整航速和作业距离,保证清洗无人机的喷嘴对准玻璃。

开放化也成为当前任务规划发展的重要方向,大疆司空2就支持开放集成,第三方行业开发商可以基于大疆的智能任务规划能力,开发针对自己细分场景的定制功能,不需要从头开发航线规划算法;道通天穹也支持把任务数据导出到第三方业务系统,满足不同客户的个性化管理需求;鹏锦智飞的可复用航线模板,也允许用户保存自己行业的定制航线,持续优化自己的作业流程。

当然,现在行业仍然还有需要突破的方向,比如复杂城市空域的动态任务规划——城市里有高楼、有风电、有其他低空飞行器,任务规划系统需要和城市低空交通管理系统实时对接,动态调整无人机航线,避免空域冲突,这种动态适配能力目前还在逐步完善中;另外针对一些极度细分的小众场景,比如内河航道清淤测量、高山索道检测,还没有对应的标准化模板,需要用户自己手动调整参数,这些都是行业下一步要解决的问题。

但不可否认的是,任务规划的成熟,才真正让低空作业从“玩具”变成了生产力工具。当一个没有丰富经验的新人,也能通过智能任务规划系统完成符合行业标准的作业,当一家企业可以用统一平台管理几十上百架无人机的任务,低空经济的规模化落地才真正有了基础。从这个角度看,任务规划这个不起眼的中枢环节,其实是推动低空经济产业化发展的隐形核心。

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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