工程師們正在思考如何實現(xiàn)無人機的視距外飛行。
2013年圣誕節(jié)前，亞馬遜播出了一段視頻，在其中展示了一個計劃：利用小型無人機將包裹送至目的地。一些評論家們覺得這只不過是一種噱頭，為了宣傳而已。然而，當谷歌在2014年展示其無人機送貨項目Project Wing時，這種想法看起來就不再那么遙不可及了。2016年初，敦豪速遞公司（DHL）已經(jīng)把無人機用于其物流網(wǎng)絡(luò)，雖然極為有限——僅僅是將包裹送到德國一座冬季無法通車的山上。
“一些大企業(yè)的加入讓這個問題逐漸被列入議事日程。”NASA空中運輸系統(tǒng)高級工程師帕里瑪爾?科帕德卡（Parimal Kopardekar）表示，他一直致力于研究如何將此類小型設(shè)備加入全尺寸飛行器的空中管制體系中，“我們需要把無人機也考慮進來。”
2016年8月，美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）出臺了小型無人機管理規(guī)則“Part 107”，允許公司在白天（或黃昏/黎明）且在駕駛員視距范圍內(nèi)使用無人機，只要無人機不會飛過非參與者上方即可。
2017年，F(xiàn)AA承諾會進一步放寬其無人機管理規(guī)則。在2016年9月的拉斯維加斯InterDrone會議上，F(xiàn)AA局長邁克爾?許爾塔（MichaelHuerta）解釋說，他們正在起草新的規(guī)則，將允許無人機任意飛過旁觀者（FAA稱其為“非參與者”），并計劃在2016年底推出規(guī)則提案。“我們還在研究另外一項提案，該提案將允許無人機在視距外飛行。”他說。此舉將打開無人機包裹投遞等用途的大門。
當然，如果你是在不可見的情況下放飛無人機的話，就需要有相應的技術(shù)來保證其不會撞到東西或是傷到人。雖然現(xiàn)在還不知道具體應該怎么做，但我們并不缺想法。
位于北卡羅來納州羅利市的PrecisionHawk公司正在研究解決這一挑戰(zhàn)。這是僅有的兩家獲得FAA豁免、可以在操控人員視距范圍外放飛無人機的企業(yè)之一。不過，F(xiàn)AA要求在進行這類飛行時同時配備一個偵查器，偵查周圍是否有全尺寸飛行器。
即便如此，該豁免條件還是使得該公司的無人機飛行范圍從小型飛行器距離（通常為1公里或1公里以下）增加到全尺寸飛機距離（6到7公里）。不過，PrecisionHawk公司的托馬斯?豪恩（Thomas Haun）說，雖然該豁免條件并不包含“從A到B的200英里直線飛行”，但他還是被這種“更大范圍”豁免條件所鼓舞。PrecisionHawk公司的工程師們能夠獲得此豁免條件的一部分原因是，其研制的系統(tǒng)能夠幫助操作人員在無法直接看到無人機的情況下安全操控飛行器。
當然，避免和全尺寸飛行器發(fā)生撞擊是第一要務(wù)，但更常見的危險是碰上平常的物體——比如撞到一棵樹或一堵墻。為了防止這樣的事情發(fā)生，PrecisionHawk公司利用衛(wèi)星圖像來建立一個詳細的地形模型，足以捕捉到每一棵樹和每一幢建筑物的高度。同時，該系統(tǒng)還會根據(jù)新的衛(wèi)星圖像持續(xù)對該模型進行更新。之后，飛行規(guī)劃軟件甚或無人機自身的自動駕駛儀就可以利用此信息來避免撞到物體。
PrecisionHawk公司還開發(fā)了另外一種機制，使得無人機操控人員能夠通過威瑞森的蜂窩網(wǎng)絡(luò)獲得有關(guān)全尺寸飛行器所在位置的最新信息——這和空管人員所掌握的信息一樣。PrecisionHawk公司的無人機也會通過同一個無線網(wǎng)絡(luò)匯報自己的位置，如此一來，空管人員和駕駛員原則上就可以知道這些機器的位置了。“我們提供的產(chǎn)品主要是軟件和數(shù)據(jù)。”低空交通和空域安全（LATAS）系統(tǒng)的發(fā)明人泰勒?柯林斯（TylerCollins）說，“我們希望LATAS能被用在每一架無人機上。”
PrecisionHawk公司的系統(tǒng)模仿了目前在全尺寸飛行器管理中應用得越來越多的一種策略，即飛行器可以通過GPS或其他衛(wèi)星導航技術(shù)來確定其位置，并將信息通過無線電發(fā)送給每一個人。這種名為廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）的空中管制設(shè)備將在2020年成為美國大多數(shù)飛行器的強制性配置。
雖然把小型無人機納入未來的ADS-B機制似乎是很合理的一件事，但鑒于無人機數(shù)量的不斷增加，這樣做很容易超出系統(tǒng)的承受范圍。據(jù)FAA數(shù)據(jù)顯示，僅美國每年的無人機銷售量就達到了約200萬。隨著無人機數(shù)量的快速上升，建立一個無人機空中流量管制的獨立機制似乎已經(jīng)不可避免。
NASA、谷歌和亞馬遜都在思考這樣的系統(tǒng)究竟應該做哪些限定。雖然有很多種定義概念的方法，但它們的共同點是要把無人機的飛行高度限制在離地幾百英尺的范圍內(nèi)，且其所在位置應與機場分開——也就是說在全尺寸飛行器很少飛行的空域。
2016年10月，在內(nèi)華達州里諾市的一個機場，NASA和幾家產(chǎn)業(yè)合作伙伴進行了試驗，以便協(xié)助制定詳細的無人機空管系統(tǒng)技術(shù)要求，實現(xiàn)像2013年亞馬遜視頻中所描述的那種投遞場景。不論是否是一種宣傳噱頭，也許這都確實會成為未來的一種可能性。豪恩說：“實際上，我們認為未來并不遙遠。”
作者：David Schneider