低空遙感技術的案例
萊森光學：無人機高光譜遙感技術在自然資源調查中的應用進展
隨著微機電系統(Micro Electro Mechanical System, MEMS)、控制與導航系統及信息處理 技術的發展，無人機(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)作為新型遙感平臺的條件逐漸成熟，同時大量微型化、高性能高光譜傳感器的研發也推動了無人機與高光譜遙感的結合。作為一種新興的遙感技術，無人機高光譜遙感可以克服云層的影響，快速、精確地向研究者提供高空間分辨率和時間分辨率的高光譜數據，有效地填補了低空高光譜遙感數據的空白。無人機高光譜遙感技術的發展對自然資源調查有著重要的技術與經濟比較優勢。首先，航空、航天平臺的高光譜數據獲取周期從幾個月到幾年，難以對一些短期的變化現象進行觀測和研究。其次，一些地形陡峭、植被密集的區域，調查人員難以涉足，無法進行有效的實地調查。使用無人機高光譜遙感技術，能夠有效解決以上問題，向研究人員提供多時態、高分辨率的高光譜數據，有效降低了高光譜遙感技術的實施成本，極大簡化了自然資源調查的流程。
展開 仿真科普｜CAE技術賦能無人機，低空經濟蓄勢起飛
無人機3.0時代是低空經濟以科技創新推動產業創新的制勝之匙。目前，無人機以‘集群組網’和‘智能化’為特征，正成為‘會飛的電腦’。”[1]</p><p class="ql-align-justify"> 與此同時，無人機技術已經滲透到我們生活的方方面面，從航拍攝影到農業種植，從環境監測到軍事偵察，無人機的身影無處不在。在無人機的設計與制造環節，計算機輔助工程（CAE）技術具有至關重要的作用。借助<span style="color: rgb(9, 64, 142);">CAE技術</span>，無人機設計階段可實現對傳統試驗與測試的替代，進而以更高效的方式完成設計任務。通過數值模擬與仿真，CAE技術為無人機設計提供了有力支持。</p><p class="ql-align-center"><br></p><h2 class="ql-align-center"> 01 無人機設計制造中的CAE技術應用</h2><h3> （1）結構分析與優化</h3><p> 無人機在設計過程中，需要對機體結構進行嚴格的力學分析，以確保其在各種飛行條件下都能保持穩定。CAE技術可以通過有限元分析、有限差分等方法，對無人機的機體結構進行靜力學、動力學分析，預測機體在不同載荷、不同飛行姿態下的應力、應變狀態。
展開 陸陸筆記|無人機遙感技術在采煤地面塌陷監測中的應用
摘要:
為研究無人機遙感技術在采煤地面塌陷監測中的應用。以寧東煤炭基地金鳳煤礦011805綜采工作為例，探討了利用無人機遙感技術進行地表裂縫解譯、地面沉降量計算和地面塌陷規律研究的方法。結果表明：無人機飛行航高科根據需要識別的地表裂縫寬度確定，地形平坦地區識別2cm地表裂縫的飛行航高一般應不超過143cm；地表裂縫宜于采用基于光譜、延長度和緊密度規則的面向對象的信息提取方法進行自動識別，在采用這種方法發現地表塌陷裂縫時宜采用基于邊緣檢測的圖像分割模型和基于Full Lambda Schedule的圖像融合模型；對無人機遙感技術可應用于采煤地面沉降量檢測；綜采工作面內地表裂縫量多，總體垂直回踩方向排列，切眼和順槽附近地表裂縫數量少，總體平行順槽和切眼展布。
關鍵詞：
無人機遙感技術；地面塌陷；地表裂縫；地質災害檢測；煤炭開發。
采煤地面塌陷是煤礦開采對地表巖土體破壞而形成的一類地質災害，主要包括地表裂縫、塌陷盆地、塌陷坑、塌陷槽和伴生滑坡崩塌等類型。寧東煤炭基地是我國重要的大型煤炭基地，其大規模、高強度開采形成的地面塌陷區具有面積大、動態變化和危險性高等特點。傳統人工檢測手段無法保證高效率和大面積精細監測，有人機遙感和衛星遙感技術又存在影像分辨率低且無法識別較小寬度地表裂縫的問題。無人機遙感技術的出現和發展，為這一問題的解決提供了一種新思路。無人機遙感具有影像分辨率高、成本低、機動靈活、不受復雜地形影響等一系列技術優點，可以實現對采煤地面塌陷區遙感影像的快速獲取，結合實地調查數據，能迅速而準確地完成采煤地面塌陷的監測任務，甚至為更大范圍采煤地面塌陷的監測提供技術支持。
展開 低空經濟的未來 | 揭秘電機測試中的技術難題
HBK eDrive系統的技術解決方案
針對上述挑戰，HBK eDrive系統提供了創新性的解決方案
實時公式計算（RT-formulas）：通過實時自定義公式，工程師可以對多種類型的輸入信號（電氣、機械和推力）進行同步分析，快速得到準確結果。
多通道同步分析：電流、電壓、扭矩和轉速等信號被實時采集，并通過高精度算法進行諧波分析，為數據分析提供深度支持。
可視化波形分析：系統具備直觀的波形顯示功能，能夠實時反饋推力、電氣功率和效率等參數，幫助工程師快速確認測試結果。
圖3 標準測試界面包含碼表、波形、能量流向等
圖4 扭矩波動檢測與分析電流的關系
圖5 支持多信號同步測量
隨著低空經濟的快速發展，電機測試技術正朝著更高效、更智能的方向邁進。從電機的輕量化設計到控制器的實時優化，每一步創新都為低空經濟飛行器的普及鋪平了道路。通過合適的測試解決方案，工程師能夠為飛行器的設計和優化提供堅實的數據支持，從而加速未來航空出行的到來。
低空經濟文章預告：
后續我們將在未來的兩篇文章中帶來以下主題：
1.《推力臺測試背后的黑科技》
解析推力臺測試在eVTOL飛行器研發中的核心作用。探討從多電機信號同步到高精度諧波分析，以及HBK eDrive系統方案如何通過RT-formula和可視化技術助力推力測試的技術突破。
2.《從“銅鳥測試”到eDrive：低空經濟測試的革新之路》
探討Copper Bird測試設備的工作原理，以及其在低空經濟飛行器推進系統驗證中的重要作用。同時，結合HBK eDrive系統方案的實時數據處理能力提升測試效率，為未來低空經濟的測試提供新的方向。
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PPT分享 | 西工大余亮教授-低空經濟發展及關鍵技術概況
低空經濟發展及關鍵技術概況
余亮、劉啟虞、黃小洲
西北工業大學
專家簡介：
余亮，西北工業大學教授/博導，長期致力于“機械裝備振動/聲學感知和智能信息處理”的研究，形成了合成孔徑陣列非同步測量、旋轉機械振動/聲學的循環平穩建模和反演、復雜干擾下時變子空間貝葉斯學習的振動/聲學精準測量、最優傳輸的振動/聲學智能化建模等一系列理論和方法研究成果，研制了高頻響、大量程的聲彈性波感知用光纖光柵傳感器和解調系統，建立的理論和方法應用于源識別、模態識別和阻抗提取等。在研究領域發表論文200多篇，是中國振動工程學會振動與噪聲控制專業委員會和中國空氣動力學會氣動噪聲專業委員會委員，同時在多個國際會議和期刊從事學術服務和科普工作。
報告摘要：
本報告針對低空經濟的發展現狀、關鍵技術與產業模式進行全面概覽。報告系統梳理了從2006年至2024”低空經濟元年“的國家相關政策演進，剖析了低空經濟的全球市場規模與增長潛力。報告重點概述了無人機、傳統通航飛行器及電動垂直起降飛行器（eVTOL）等主要低空飛行器，并深入探討了eVTOL在構型設計、噪聲控制、適航取證等方面的核心技術挑戰與解決方案。此外，報告還系統闡述了支撐低空經濟發展的安全性、新基建、飛控系統、輕量化材料、環保與新能源、電池能源管理及電動力驅動等多項關鍵核心技術。
展開 測繪無人機技術日漸成熟，農作物遙感將成為測量測繪無人機新天地
不過，要想找到突破點并不容易，特別是在技術上進行顛覆性的升級。然而，隨著智慧農業的發展，無人機與農業的融合日益密切，測繪無人機在農作物遙感領域的應用或將成為新的增長點。
眾所周知，農作物面積統計是農業統計的重要內容。傳統的農作物面積測量一般采用實地測繪、PDA錄入，需要投入大量人力、物力和時間，不僅效率低下，成本也較為高昂。如今，測繪無人機的應用，使得農作物種植面積統計工作迎來了變革，工作效率和工作準確度大大提升。
7月23日，唐山市統計局、豐南區統計局到黃各莊鎮東城坨村、太平莊村進行農作物夏播面積的遙感測量工作。此次，無人機遙感測量農作物面積任務在東城坨村和太平莊村的6個抽測樣方地點進行，按照調試機器、確定航道、測量拍照、填表計數、無人機返航等各項環節，經過三個多小時的努力，工作順利完成。
無獨有偶，近日國家統計局宣州調查隊利用測繪無人機，在宣城市宣州區開展農作物遙感測量。在調查、測量目標區域，工作人員在選定的樣本點，開展定位、航拍等工作，對小班面積、方位、區域分布精準實測，為下一步農作物種植結構情況調查和產量預測提供更精準的數據打下堅實基礎。
據技術人員介紹，無人機測繪主要是通過對影像的拼接、裁剪、處理、提取、分析等，直觀展現農作物種植情況的時空分布，計算農作物的種植面積，實現定時、定量、定位的精準監測，取得真實客觀的種植面積數據。隨著農業統計調查進入無人機測繪時代，數據精度、可靠性和實效性大幅度提高。
展開 行業熱點丨低空飛行eVTOL的關鍵技術與發展趨勢
</p><p><br></p><p><strong>eVTOL 研發難點</strong></p><p><br></p><p>首先是eVTOL研發難點，區別于上個世紀70年代就已經構型穩定或者技術方法穩定的民航客機，eVTOL到今天尚未有經過市場驗證的成熟產品，可以說大家都是行業的開拓者，甚至是規則的制定者。</p><p><br></p><p>另外就是專業人才短缺，近期教育部對北航、西工大、南航等高校也是增設了低空技術與工程專業來彌補這一空缺。</p><p><br></p><p>eVTOL是高度復雜、高度集成的系統，在設計及仿真中面臨著各種挑戰，比如航程、載重、安全性之前的矛盾需要解決，尤其是電池問題，并且目前尚沒有革命性的技術去解決電池的問題。</p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/x0yLiaf5fF6zFQr1fOR9pthUTU9k2SgNfUCeC8DdE2jxh6tveNptRAz3WIyP1p8FibDL84q7UhvNmNzZtGLYHqFA/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg"></p><p><br></p><p><strong>對于仿真來說，首要難點就是復雜物理現象的模擬。</strong>比如復雜流場的計算，比如旋翼氣動噪聲，都是很難分析準確或者極其耗費計算資源的，還有滿足結構剛度強度下的結構輕量化要求，另外難點還包括不同學科專業復雜的多物理場耦合仿真，還有仿真替代試驗繞不開的模型驗證等。</p><p><br></p><p>我們進行仿真的目的，一個是輔助我們設計，還有一個是最終要替代掉我們一部分試驗，尤其是局方關注的一些工況，如果所有工況都去開展試驗驗證，那成本將極其昂貴。
展開 仿真科普｜CAE技術賦能無人機 低空經濟蓄勢起飛
而推動上述場景實現的，就是近年來越來越熱的“低空經濟”。
圖片來源：網絡
不久前召開的中央經濟工作會議提出，“打造生物制造、商業航天、低空經濟等若干戰略性新興產業”。“低空經濟”再度成為大家熱議的話題。
2024年1月1日，《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》正式施行，2024年或將成為低空經濟發展元年。據中國民用航空局發布的數據顯示，到2025年，中國低空經濟的市場規模預計將達到1.5萬億元，到2035年有望達到3.5萬億元。
什么是低空經濟？
低空經濟是指以民用有人駕駛和無人駕駛航空器為主，以載人、載貨及其他作業等多場景低空飛行活動為牽引，輻射帶動相關領域融合發展的綜合性經濟形態。
圖片來源：國家低空經濟融合創新研究中心、前瞻產業研究院、國聯證券研究所
“在低空經濟中，無人機是乘勢而起的新引擎。無人機3.0時代是低空經濟以科技創新推動產業創新的制勝之匙。目前，無人機以‘集群組網’和‘智能化’為特征，正成為‘會飛的電腦’。”[1]
與此同時，無人機技術已經滲透到我們生活的方方面面，從航拍攝影到農業種植，從環境監測到軍事偵察，無人機的身影無處不在。在無人機的設計與制造環節，計算機輔助工程（CAE）技術具有至關重要的作用。借助CAE技術，無人機設計階段可實現對傳統試驗與測試的替代，進而以更高效的方式完成設計任務。通過數值模擬與仿真，CAE技術為無人機設計提供了有力支持。
無人機設計制造中的CAE技術應用
01 結構分析與優化
無人機在設計過程中，需要對機體結構進行嚴格的力學分析，以確保其在各種飛行條件下都能保持穩定。
展開 無人機航測技術在露天礦山中的應用現狀與展望
來源：《中國礦業》期刊
無人機航測技術具有耗時短、數據采集精度高、成果三維可視化程度高等特點，已成功應用于城市規劃、農林測量、應急救災、地形地貌測量等方面。李德仁等從無人機飛行平臺、飛行姿態控制與導航、傳感器技術等方面分析了無人機航測存在的問題及應用前景。劉聰等、章夢霞等分析了露天礦區的特點，采用低空無人機遙感測繪技術，得到了礦山的三維數字模型，滿足1∶2 000比例尺成圖精度要求。袁修孝等利用自行設計的GPS輔助低空航攝系統，在大于100 km2的區域僅布置4個地面控制點，且滿足平地1∶500的地形測圖的精度要求。近幾年，隨著無人機類型的小型化、系列化開發取得突破性進展，包括固定翼、復合翼、多旋翼等多種機型，加上飛行控制系統的智能化、集成化，性價比越來越高，安全性越來越好，操控也更加簡便，基本擺脫了傳統測繪行業的專業束縛。新型輕小型無人機的采購單位、應用領域和操作人員均逐步從專業的“測繪屬性”，轉向各行各業開始普遍推廣應用的“大眾屬性”，相關技術參數指標已經達到甚至優于傳統的專用輕小型無人機測繪系統。
露天礦山地形復雜多變，導致傳統測量難度大、效率低、成本高，迫切需要一種更為高效快捷的測量手段，應用于露天礦山資源開發的全生命周期中。新型輕小型無人機航測技術的突破，使之常態化地自主進行無人機測繪的外業和內業作業成為可能。但是，該技術雖在露天礦山開采領域有不少成功應用案例，但仍不普及、不系統、不全面、不深入，沒有充分發揮新手段、新技術的優勢；未能做到全方位、全周期地應用所獲測繪成果，用以提高露天礦山資源開發利用的技術管理水平。
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