6月15日，在WGDC2018大会上，成都纵横自动化技术有限公司测绘事业部总经理张峻做了垂直起降固定翼无人机激光雷达应用技术的演讲，以下为演讲实录（未经本人确认）。
张峻：
今天很荣幸来到WGDC，接下来这段时间我给大家带来的报告题目是垂直起降固定无人机激光雷达应用技术。
作为一个产品研发企业来讲，每年我们都会去思考行业需要什么，用户痛点是什么，能做哪些产品，所以我们今天想到了要给大家带来全新的一种应用，固定翼无人机搭载激光雷达。这个产品推出之前很感谢全国这么多用户对成都纵横的支持，汇报之前我把成都纵横前期的积累给大家做一个汇报。大家知道成都纵横是一家无人机系统解决方案提供商，我们的口号很土，“技术创新、军工品质、服务至上”，甚至还有一些同事给创始人反馈能不能换一个口号，但作为部队自主择业出来的老军人，我们觉得就是要沿着这个土的口号把事给干好，所以后面改口号的事就没做了。
说到前期的积累，第一个肯定是研发队伍。我印象特别深刻，2014年底决定要做无人机整机，我们立刻想到没有无人机研发能力，只有飞控十多年的研发能力，怎么办？很庆幸我们将原来的甲方西北工业大学航空学院多位老师变成了我们的同事，现在我们在成都双流县有一万平米的生产基地，我们的研发就在生产基地，当然总部主要负责飞控系统研发，后期西工大多位经验丰富的研发人员带动了许多其他学校的优秀团队加入成都纵横。
今年3月16日我们做了一次新产品的发布会，当时把国内接近600位用户带到我们的生产线，大家跟我们的认同是一样的，很多与会嘉宾到过很多无人机企业，但如此具备规模的无人机生产线在国内是非常少见的，可以说在固定翼无人机领域国内最大的生产线就在成都纵横。我们所采用的复合材料的工艺和6个型号的产品模具的生产全是我们自主来生产设计的，不进行外包。前期采用过外包方式，但发现品控出现了问题，很多模具流失被抄袭，所以后面我们决定自己做所有复材生产以及轻加工模具的生产，去年投资了2千多万买了很多大型的洗床车床和各种轻加工设备，我们希望为我们的零部件生产部件生产确保精度和效益。
一提到无人机产品大家关注的就是质量的把控，多年前大家经常听到无人机掉了、炸了、不见了，我们以前做无人机飞控系统的时候也听到很多用户提到，我们在想为什么以前的无人机不可靠？总结出最大的原因是无人机作为一个多子系统搭建的全生态链的产品，如果它的飞控它的材料它的结构等等多个环节没有自己的核心技术，我相信攒起来的会留下不少隐患。除了要掌握各个子系统的核心技术，还要关注质检团队。我印象比较深刻，2017年3月我们去成都郫县富士康对面艺龙的生产线，将一位有着多年质检经验的王老师反聘到公司，带领着15名质检团队为成都纵横的无人机做全生态链全生命周期的质检保护。
我们投资了修建的试飞基地，如此具规模的大型无人机试飞基地可以说是国内非常少见的，我们试飞基地在绵阳市北川县，新建了两条跑道，主要负责所有在研型号飞机的验证飞行以及所有飞机发货前的质量检飞，当然还有我们的培训工作。培训这块截止到现在已经举办了43期的用户使用培训以及21期的AOPA培训，其中我们的产品使用培训人数已超过2千人，我们培训的基地就在我们的试飞基地。参加过我们用户培训的一些生产单位可能知道现在培训的模式，早上安排我们自己的纵横大巴把大家从山脚下的酒店接到山顶上的机场，中午接下去吃饭，又下去又上来比较折腾，我们在山顶机场正在规划我们的培训大楼，到2020年就会有一个五层楼的纵横培训大楼，有酒店、餐饮、会议及一些娱乐设施。
产品很多，除了自己做每一步的质量把控，当然也希望得到用户的认可，也希望得到行业内各机构的认可，所以我们在工信部的电子研究所、公安部的第一电子研究所、国家电网电科院、赛宝实验室等等获得了多维度的检验报告。
从2015年开始无人机整机制造，到现在2018年，我们走过了三年，很多人给我们留下了一句话：把很多不可能的事情变成了现实，2015年我们推出第一架垂直起降固定无人机的时候，国内还是一片空白，到现在大家可以看到我们改变了用户的操作模式和使用习惯，大家可以在各种场合和各种平台上看到多种多样的垂直起降固定无人机出现，很高兴为行业变革做出贡献。去年我们做出了免向控无人机航车产品，也是国内第一款，以前都是国外上百万的无人机占据着这个细分市场，去年5月10日我们在国家测绘局发布了国内第一款1比500免向控的无人机系统。每一步的努力我们都想给用户带来新的应用模式。
这三年积累了很多，除了金钱的积累，更多的是技术的积累和产品线的逐渐丰富，以及用户对我们的信息反馈，对产品的迭代和可靠性提升起到了非常关键的作用。现在我们产品线从小到6.8公斤大到100公斤都有，用户不管是想要轻小的还是更大载重的还是电动的还是油动的，总能在纵横的产品线里边找到一款。
整个产品谱系秉承一定要方便使用，一定要可靠，一定要有性能的提升，所以我们最早推出了国内第一架垂直起降固定无人机CW20，当时推出来的时候大家很诧异飞机还能这样飞，其实后面看多了大家也就习以为常了，这款产品推出以后以前的使用模式被改变了，用户反馈回来，我在一些特殊的环境特殊的行业不能用油动的，所以我们在2016年又推出了CW10纯电动的垂直起降固定无人机，CW10卖得最多，它是模块设计，拆装不需要任何工具，用双手就可以把飞机组装起来，可以换农业遥感设备，它是一技多用的电动平台。我们在2017年2月根据市场发展大家对任务设备需求多元化起来，现有的平台不太好适配，所以我们推出了CW30，可以很轻松地搭载激光雷达、大型企业相机、高光谱， CW30是多元化任务设备集成的平台。
去年底我们推出了一款更大载重的无人机产品CW100，主要面向我们的军民融合以及大型民用救灾场景，很多用户取了一个比较萌的名字叫鹏爸爸，今年3月16日我们发布了我们最小最轻型的一款无人机CW007，背着包一个人就可以，同样不需要任何工具拆装，三分钟以内装好飞机也是垂直起降，并且配置了4200万的相机，这款在推出之后得到智慧领域和林业公安系统的青睐。
所以飞行平台这三年做了很多，在可靠性搭建起来之后，我们在做下一步的工作思考，光做飞行平台是第一步，只有把飞行平台做稳定可靠了，才能往无人机整机系统走，因为整机不单单是任务控制、后端软件，而是整套一体化技术的考验。所以在有了飞行平台稳定的保障后，我们开始做整机系统，从最早的产品到精品，从精品到系统，从系统到解决方案。所以解决方案里面各个型号配置也比较丰富，包括007有监控版、农业遥感版、免向控版，CW10有倾斜、农业遥感，CW20是一个非常经典也是现在运营时间最长被用户验证时间最久的一款产品，高效稳定的平台。CW30搭载能力进一步提升，大家现在能看到一种业务设备的应用方式都可以在CW30上进行应用。CW100更不用说了，20公斤的载重能力，同时可以把几个传感器搭载在无人机平台上，而不是像之前每次飞行只能搭载一种设备。
今年大家关注的雷达是测绘行业的新贵，接下来还会有什么呢？上个月我在解放军信息工程大学拜访徐新教授的时候请教了这个问题，说不定到2020年甚至2019年还有更多新的玩法，测绘行业就是这样每一年都有新东西，大家应该深有体会。所以作为无人机研发的企业，我们想紧跟市场行业逐年的发展。
从变化这么多的传感器应用以及搭载平台的变化，从天上太空卫星或者航空卫星搭载阵列式传感器，到空中搭载大型的航摄仪以及无人系统包括无人车无人船以及今天聊的无人飞机，已经成为一个比较主流的搭载方式，当然也少不了我们的岸基，包括三维激光，在地面架设进行房屋或文物的扫描，所以搭载平台方式是比较多的，但不少行业专家有一些一致的认定，无人系统会成为一个主流，也就是刚才提到的无人车、无人船、无人飞机。
有了无人系统平台的发展，我们怎么把激光雷达应用好？说到激光雷达，它比较简单，就是发射激光脉冲计算回波，通过发射计算测序，再搭配上惯性测距单元、GPU定位系统、存储系统，这个激光雷达就出来了，并不深奥。
下面介绍改一下激光雷达的作业示范，大家看到飞行平台是我们的CW30，CW30上有我们的GPS系统移动站，在地面也有我们的基站，我们通过擦边计算可以很好标定飞机，当然也标定了雷达的工作位置。如果雷达又有光纤贯导，我可以很好的测量我的姿态。通过位置、姿态以及发射出去的激光和计算的回波，可以标定打到每个物体的距离关系。有了这三个距离关系、位置、姿态，可以直接把地面的三维数据呈现出来，而不用像现在传统的航摄需要从二维转变为三维，现在激光出来的数据直接就是三维数据。这是我们作业的基本原理图。
说到激光雷达，各位与会嘉宾也比较清楚，也用的比较多，最早背包式用短射程的多线的扫描头配上一些可见光的传感器，确实可以去到一些很复杂的地域，背着包到山沟里或没有路的地方，可以去做生产任务的补充，确实是个有效的手段。后面可以看到很多生产作业单位可以买移动的三维机关的测量车，可以很好的把路面左右的房屋立面情况做一个很好的扫描，但是在房顶的地方可能有一些需要补充的地方，所以后面我们看到2013年美国人第一次把激光雷达放到无人机上，那个时候选择大疆的平台，把几百块钱的设备放到几万块钱的飞机上有点不可思议，但美国人这样做了之后国内其他同行都看到了，所以现在我们看到逐渐的发展，多旋翼搭载激光雷达也特别多。
有人直升机搭载的方案也比较多，动力三角翼也比较多，这成为大家基本应用的一个趋势，但接下来我们要把前面提到的三种应用拓展到固定翼无人机上，因为固定翼无人机有它的优势，雷达结合了自己本身的优势，包括重量轻、体积小等优势。我觉得比较重要的还是主动遥感，跟咱们航摄有些区别，要受制于很多环境因素，今天天气好不好，今天飞的时候太阳高度角怎么样，有没有云雾，地面事故太多了怎么办，激光雷达主动发射脉冲计算波，所以就不受更多环境的制约，给主动遥感带来了高效。同时无人机的机动灵活也为激光雷达的方案进一步提升了作业效率，再加上大家知道激光雷达的内页处理器相较于传统的航测的内测仪还要简单一些，少了从二维计算变成三维，激光雷达不用，出来的数据经过预处理直接就是三维的数据。最后就是植被的穿透能力，以前遇到有树木的地方保证不了，现在不用担心了，我们可以穿透植被的间隙真实的反映地表的信息，这几个都是很突出的优势。
我给大家总结了传统的航摄和雷达航摄的区别。被动式受环境的限制比较多，航摄得到的数据平面精度会高于高层精度，雷达相反，不仅两个平面高层都很高，高层精度反而高于平面精度。植被地区传统航摄没法解决，上面飞完了还有很多人到外面去调，雷达去掉植被的影响，有很大的提升。我们的传统航摄从二维转到三维，雷达直接是三维数据，这个比较直接。
传统航摄要面临向控的工作，5月10日国家测绘局发布了国内第一款免向控的无人机产品，进一步解决了向控的问题，但是去年我们看到我们的免向控可能有距离的控制，不能飞远了，从真正意义上还不叫免向控，因为已知点做了标的。而今年免向控还会有进一步提升，范围可以不受限制，可以到上百平方公里都没问题。
我们看一下系统组成CW30雷达系统。CW30是我们标准化产品中载重能力最强、任务舱空间最大的一款产品，除了基本的性能之外，这款产品是经过前面几款产品在市面上大量应用之后吸收了诸多经验推出地新一代产品，从诞生就解决了很多以前没有解决的问题，它的稳定性有保障，另一个飞行方式继续传承了垂直起降，面对如此精密的设备激光雷达好几百万的东西，如果放在一个弹射飞机或者滑跑飞机或者降落伞回收的方式，对他的冲击过载十几个G，长期使用是有隐患的，垂直起降成为了最好的选择。整个飞机的重量只有4.3公斤，如果熟悉雷达的与会嘉宾可能知道1350米的扫描头大家平时看到的系统都在6到7公斤，这样飞行性能进一步提升。我们还配套了一款4200万像素的摄像头，有影像数据也有激光数据。通过我们的结算得到位置信息，再在使用光纤贯导数据，融合的数据导入到我们自己研发的雷达预处理软件里面，把激光数据导进来，这样我们可以直接生成三维扁平数据，如果把影像数据再叠加进来就可以直接得到真采摄三维1.0了。
我们的预处理软件很方便，记录飞机开关机起始记录，看看贯导是否正常，实时监控。它主要的功能是预处理，把我们IE处理之后的数据和激光数据导入到预处理软件，再选择你要处理的时间段。另外可以选择一些你规定范围以内的照点，可以选很多判断条件以及导入。这个软件符合我们操作的习惯，比较简单，界面比较干净。大测序功能，这套技术我们正在申请专利，同时也在和四川省测绘局质监站做我们的项目质检，在和他们科技处联合申报课题项目，以后大家见到的CW30激光雷达可以实现全域的免向控，不用打任何点，不用担心范围的大小，我们会尽快从自己客户使用当中面向更多的生产单位进行分享。
下面给大家带来几个作业的案例。第一是浙江省衢州市石梁镇坎底村的水库建设项目，有20.5平方公里，这块又刚好树木特别多，没办法航车，人也不太好实现，因为很多地方去不了，后面采用了激光雷达，最先考虑的也是动力三角翼和多旋翼。最开始用户方案是用动力三角翼，但是到了以后云很低，起降场地也不好找，进展缓慢。后来我们就去了，山区肯定是按照仿地飞行的是设计航线，包括山谷、山顶，高差比较大有850米，对你的航线设计也是比较讲究技巧的。 CW30一个架次半天不到的时间飞完了，现场下载数据在我们的预处理软件上生成了我们的点评数据提交给业主，固定翼无人机搭载激光雷达比以前几种方式这么省事效率这么高，这是航带重合度的分析。这是水库的三维数据，针对这种项目面积大、有高差、有树木，固定翼无人机搭载雷达系统就可以很好的解决。
电力行业的应用，电力行业电力巡检很早就有了，最早人去巡护，后面用通航无人机去巡护，多旋翼无人机搭载摄像头拍一些杆塔信息，搭载倾斜，再后面雷达出现的，可以很好的恢复电力通道真实的地形数据，可以做一个有效的巡检，漂浮物、树障、违建施工等信息。用科学高效的方式对我们的电力通道进行数字化的移交，移交之后可以做可视化的管理，随时可以调用出相关的数据。线路的规划设计，通过三维激光机载雷达扫描之后可以很好的给设计方提供信息，怎么以最小的成本使设计走哪条线可以少去一些开挖工作，可以给设计提供很好的保障。电力巡检是特别重要的工作，上周组织青岛峰会，CW10配合国家电网进行保电活动，确保上合峰会期间电力线必须安全，每天不停的飞不停的巡检，CW10和CW10D两款飞机在那边作业。我们可以测量离地的最小距离，可以过滤植被。
激光雷达的应用行业已经很多了，这种新的手段也能给大家带来更高的效率，为大家解决传统航测问题的弊端，就像前面提到的本来一公里的路一个架次就解决了。我们希望通过今天的交流在接下来和大家有更多的机会进行沟通，特别是激光雷达的应用方面，大家如果有疑难杂症也许CW30可以立即解决你们的问题。围绕方式、流程、效率三方面提升自己，为行业带来更多的变革。今天我用一句话总结我的报告，一架好飞机，可以用自己的方式重新定义这个世界。谢谢！
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