低空經濟(Low-altitude economy)一詞火于2024年,當年3月首次被寫入中國的政府工作報告。一份中國信息協會年初的報告顯示,截止2024年我國已有42家eVTOL整機制造企業,各地共出臺低空經濟直接相關政策文件共225部。
2025年,低空經濟持續被關注。
政策的指引,技術的升級,場景的落地,讓1000米以下的低空區域,被重新構建。這場革命的核心驅動力,源于動力系統、智能控制、通信導航、避障技術的研發猛進,再加之供應鏈的韌性重構,讓低空經濟不斷發力。
本文,將會聊一聊那些改變低空經濟的技術,看看這一場空中革命背后的“強勢”。
技術革命:低空經濟的核心驅動力
首先,什么叫低空經濟。一句話總結:1000米以下低空空域的飛行活動。主角就是這些有人或無人駕駛航空器,包括無人機、eVTOL、直升機等,還有延伸開的基建。
如何讓這些飛行器飛的快準穩且耐久力長,是低空經濟發展的底層邏輯。
第一個就是動力系統的革命。
你想象一下,鋼鐵俠拯救世界,剛上天五分鐘就要到處找充電樁,多尷尬。所以說,動力系統是低空飛行器的“心臟”,其安全性、續航能力與環保性直接決定了低空經濟的應用邊界。曾經燃油動力飛行器存在能耗高、污染大、安全隱患多等問題,更早期的液態電池則面臨泄漏、燃爆風險。都是“遷就”的技術。
現在,固態電池與氫能源正在替代“油老虎”。
技術層面來講,固態電池采用固態電解質,從根本上解決了液態電池的泄漏與燃爆風險,其耐熱性更是提升至300-400℃,即便在高空極端環境下也能保持穩定性能。而氫能源也有了
第二個值得關注的技術點則是大腦系統,這是從“遙控玩具”到“智能大腦”轉變的關鍵。
智能飛控的“智慧引擎”,賦予了飛行器自主決策的核心能力。智能飛控系統基于大數據與人工智能算法,能夠實時處理感知數據、規劃優選飛行路徑、調整飛行姿態,實現全流程自主飛行。
當然,作為一個天上飛的物件,必須做到安全,否則一不留神就成為高空拋物。eVTOL必須使用具備功能安全認證的處理器來做主控的,“功能安全認證”至少需要達到ASIL-D級別。
MCU產品必須滿足高算力、高實時、高安全、高冗余、高集成、高帶寬通信和全溫區、長壽命。圈內知名的主流MCU企業有NXP、英飛凌、TI、瑞薩等。
如今,隨著感知、飛控、群體智能技術的融合發展,低空飛行器的“大腦”越來越發達,實現了從“遙控玩具”到“智能大腦”的跨越,具備了自主感知、自主決策、協同作業的能力。
第三個值得一提的就是通信技術革命,這是讓飛行器在空中避免成為無頭蒼蠅的關鍵。
近期有做光纖的朋友提起低空經濟的機會,一個無人機后面掛著光纖和電纜,數十公里的耗材,解決了通信被干擾和續航的問題。
當然,這種“拖尾”的方式,總覺得哪里怪怪的。像一個吐絲飛躍的城市蜘蛛俠。如今,5G-A與北斗融合網絡、數字孿生空域等技術的發展,正在實現從“信號盲區”到“全域覆蓋”的通信導航革命。
還有一個值得提議的技術就是數字孿生空域技術。這是一套組合拳,是低空經濟的核心數字基礎設施,通過對物理空域的全要素精準映射、實時虛實交互、智能模擬仿真。例如,在城市空中交通管理中,數字孿生空域能夠實時計算不同飛行器的飛行軌跡,避免航線沖突;在惡劣天氣預警中,通過虛擬空域與氣象數據的融合,能夠提前向飛行器發送預警信息,指導其規避危險區域。
避障技術新突破:低空飛行的安全基石
低空飛行器主流的硬件傳感類避障技術包括激光雷達避障、毫米波雷達避障、視覺傳感避障、超聲波與紅外避障等。
聊完低空經濟的核心驅動技術,下面單獨聊一聊“避障”。
空中看似沒有馬路,沒有堵車,實則處處都是危險。低空飛行器避障技術圍繞“感知-認知-決策-執行”的閉環展開,要硬件也要算法。先說一下傳感,也就是物理世界的感知。
傳感技術在避障中就是“眼睛”與“耳朵”,通過各類傳感器獲取環境信息,為后續的認知、決策提供數據支撐。目前,低空飛行器主流的硬件傳感類避障技術包括激光雷達避障、毫米波雷達避障、視覺傳感避障、超聲波與紅外避障等。
其中激光雷達靠著高精度、高分辨率,成為了中遠距離避障的首選。毫米波雷達憑借其強抗干擾性、全天候工作能力脫穎而出。雖然都叫雷達,但工作原理一點不一樣,前者是發射激光束掃描周圍環境,能夠精準測量障礙物的距離、形狀、位置等信息;后者是發射接收毫米波,來判斷位置和距離。
視覺傳感器,顧名思義就是“看”。基于攝像頭與圖像識別算法,能夠準確看到障礙物,甚至識別出來。在低空巡檢、近距離作業等場景中,視覺傳感避障技術能夠精準識別細小障礙物,確保作業安全。但是,這類傳感器就怕天氣差。
未來幾年,傳感器將從“單一功能部件” 升級為 “多模態智能感知系統”。什么意思呢?就是將激光雷達+毫米波雷達+多光譜視覺+IMU組合,把大家的優點聚集,做到“全天候、全場景、全距離”,可謂是黃金搭檔。
像意法半導體、英飛凌這類公司出的ToF傳感器,也會被用到飛行器上,工作原理和聲納探測很像,通過紅外光從物體上反射回傳感器后,根據光的發射與反射的時間差,就可以計算出傳感器與測量物體之間的距離。
還有一種避障叫算法避障。前面有了“感官”,算法就是“大腦”,兩者結合,便可自主避障。
智能算法類避障技術主要分為傳統路徑規劃算法與深度學習智能算法兩大類,傳統的玩法,大家可以閉著眼鏡想一下,第一反應出來的就是傳統的,看清環境,建立模型,尋找從起點到終點的優選無碰撞路徑。
而深度學習智能算法,通過大量數據訓練,深度學習算法能夠自動學習環境特征,實現對障礙物的精準識別與分類,甚至能夠預判動態障礙物的運動軌跡,提前規劃避障路徑。簡稱“長腦子了”。
還有一種避障叫“協同避障”。
也就是說,當天上飛行器多了,大家可以互相提醒障礙物。協同交互類避障技術的核心是信息共享與分布式決策。通過 5G-A 等高速通信網絡,多架飛行器能夠實時共享自身的位置、速度、飛行軌跡等信息,形成全局環境認知。
供應鏈革命:低空經濟的產業重構力量
低空經濟帶來的不僅是技術層面的突破,更是供應鏈邏輯的根本重構。這里的重構有兩種,一種是重塑物流、制造業等多個領域的供應鏈體系;一種是核心部件國產化的重構。
我們從終端應用來看。低空經濟正在掀起一場“關鍵一公里”的效率革命。傳統地面物流受交通擁堵、地形限制等因素影響,通過低空飛行,無人機能夠避開地面交通擁堵,直接從倉儲中心飛往目標地點。在制造業,是一種“鏈主引領+配套協同”的生態。主機廠就是“鏈主”,背后是上百家配套企業的協同合作。這種產業集群模式,縮短了供應鏈的響應時間,提高生產效率。
結語
我們看到低空經濟很多機會,同時低空經濟的發展仍面臨諸多挑戰,例如低空空域管理政策的完善、行業標準的統一、安全監管體系的構建等。但,這些技術的不斷提升,我們開始做自己低成本飛行的夢。
參考資料
1.《低空經濟發展報告(2024-2025)》
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原文標題:讓低空經濟“飛”起來的技術,空間革命正在進行
文章出處:【微信號:貿澤電子,微信公眾號:貿澤電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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