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                      科技战“疫”:无人机远程测温变身医护小帮手

                      FABUSHIJIAN:2019-03-19        FABUDANWEI:ZHONGGUOZHISHICHANQUANBAO         

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                        在新冠肺炎防疫期间,无人机出现在楼宇、村庄、城市街道、高速路口,其视频也频频登上热搜榜单。无人机化身防控利器,凝聚自身科技力量,在无接触测温、喊话宣导、消杀作业、物流配送、交通管控、抗灾救援等各方面发挥了重要作用,在医院以外的第二战场高效战“疫”。

                        远程测温,变身医护小帮手

                        随着单位陆续复工返岗,疫情防控进入关键期,采用无人机进行无接触、可移动的测温使得公共场所快速部署体温初筛,有效减轻一线岗位工作人员的压力和风险。此前,基于无人机的红外测温已广泛运用于电力巡检、消防火情监控、农业灾害预防巡检等领域,多是用于对环境温度的测量,而在此次疫情防控工作中,远距离无接触测体温对测量精度提出了更高的要求。大疆公司提出通过在热成像镜头上增加测温标定支架,使用棉花棒作为温度参考固定在红外热成像相机视野之内,再利用额温枪对无人机的测温进行校准,随后即可使用无人机进行体温测量,该方案大幅度提高了通过无人机进行人体测温的精度,测温误差±0.5℃,可满足2至3米距离内对高速路口外地人员、小区高层隔离人员等人员的无接触筛查需求。

                        笔者经检索发现,国内外大厂商关于无人机人体测温的相关专利较少。其中,大疆公司的CN108700468A专利申请公开了一种人体体温检测方法,通过红外摄像头和可见光摄像头对同一场景同时进行拍摄,根据红外图像和可见光图像来识别图像中的人体并获得体温值,快速检测出温度异常的对象。

                        硬核喊话,担当宣导排头兵

                        无人机替代人工进入社区、公共场所进行防控宣传工作。大疆公司的复合翼无人机凭借其显著的续航和图传距离优势被应用于防疫宣传中,喊话作业的无人机为改装后挂载扬声器的M600Pro和Mavic2双光热成像版本。目前,其喊话任务主要有两个,一是循环播放专门录制的疫情防控提示喊话内容,二是对热成像原理呈现出的人员聚集行为进行即时喊话,及时引导疏散人群。

                        大疆公司的CN110637340A专利申请中,用户通过操作控制终端即可在无人机飞行过程中实时控制无人机机载的扬声器播放音频,可适应不同的播放音频应用场景;科比特航空的CN108124229A专利申请中,利用无人机已有的无线发射模块和无线接收模块进行语音信号的传递,无需改装无人机就可以实现远程语音喊话功能,方便快捷。

                        喷洒消毒,化身消杀小卫士

                        自疫情发生以来,大疆农业发布“疆军战疫”,极飞公司启动“春雷行动”,采用无人机全方位、大面积、高时长进行消杀作业。随着各行业逐步复工复产,各类场景下的消杀需求随之增长,越来越多的无人机企业加紧步伐投入到战“疫”中。喷药消毒无人机主要通过地面遥控或GPS飞控来实现喷洒药剂作业,5分钟便可完成7000平米的消杀任务,效率是人工喷洒的50倍以上,具有高效、持续、隔离、人药分离的特点,并且可以通过一控多机的编队喷洒,解决农村、城镇社区存在的设备短缺、人手不足等问题。

                        喷药消杀无人机技术领域的第一件专利申请由意大利Nebbia Ugo公司于1976年提交。该领域专利申请量在1994至2011年间快速增长,主要申请人为日本企业雅马哈、洋马农机和New Delta农机,其中雅马哈在此期间陆续推出了R-50、RMAX等型号的喷药消杀无人机。2012年之后,中国企业的专利申请量显著增加,经对比发现,日本企业侧重于直升式喷药消杀无人机的研发,而中国企业侧重于有两个或多个旋翼的旋翼式喷药消杀无人机的研发。国内喷药消杀无人机的龙头企业有大疆、极飞、汉和、全丰等。消杀无人机技术领域的专利申请主要包括喷药系统、飞行平台和飞控系统三大技术分支,其中,喷药系统是喷药消杀无人机区别于其他民用无人机的核心技术,是三大分支中研发投入最大、最热门的技术。以极飞公司的专利申请为例,CN107234013A对喷药系统使用的雾化盘进行创新,能够使得排出的雾滴粒径更小,喷洒更加均匀;CN108205326A中无人机能够根据待喷洒区域的地理信息进行自主螺旋飞行,飞行曲线连续,对每个作物进行覆盖性喷洒,并根据螺旋状态精确控制药量,可以达到精准喷洒的效果。

                        物流配送,秒变快递小能手

                        此次疫情存在人传人、潜伏期长的特点,因此对运输行业造成了一定影响。将无人机运用于样本运输、物资配送等方面,可以最大限度减少人流聚集,避免人为接触和二次传播。迅蚁公司通过无人机+无人站的方式,搭建抗疫“城市空中运输通道”,实现了从医院到疾控中心之间的无接触医疗物资配送。此外,无人机也为农副产品和生活必需品运输提供了便利,如京东无人机团队打通了物流“最后一公里”,将网络下单的产品及时送达用户手中。

                        使用无人机进行物流配送在国外普及较早,且专利布局广泛。如美国亚马逊公司在2013年就发布了Prime Air无人机物流计划,其US9305280B1专利申请公开了通过无人机将订购物品递送到用户指定的递送位置;美国Zipline公司也是无人机物流配送领域的鼻祖之一,其US10395543B2专利申请中公开了一种无人机系统,能够将包裹配送到用户指定的目的站点,并计算最低成本路线,能够在飞行期间提供飞行路线的实时信息,并基于该信息动态地更新配送任务。国内申请人方面,京东、顺丰、迅蚁公司的申请量位居前列,其研发的无人机主要是用于辅助自身物流发展,其中迅蚁持有在城市内运行物流无人机的许可牌照。载荷自动装卸是物流无人机技术实现提高配送效率的关键,迅蚁公司的CN106184757B专利申请公开了一种无人机货物自动装载和投放系统,将待运送包裹装入待装载位置,通过升降机自动将货物托举,无人机货物吊架插销自动锁止和脱开,实现货物的自动装载和投放,以较低的成本提高了无人机运输货物的工作效率、安全性和易用性;京东的CN106143931B专利申请公开了一种引导配送包裹的无人机降落的方法,着陆平台根据接收到的指示显示相应的着陆图案,无人机以该着陆图案为目标进行降落,在无需经过大量计算的情况下就能方便快捷地实现着陆。

                        保驾护航,上任空中小督察

                        为高效开展交通疏导与疫情防治工作,大疆在春运期间与广东省公安厅交通管理局开展协作,于重点路段部署无人机执勤管控,对于追尾、剐蹭等交通事故,由无人机搭载的超高清摄像机进行抓拍,实现现场取证。为减少交叉感染,贵阳市交通管理局高速支队利用警用无人机悬挂“贵州110便民服务小程序”二维码进行无接触登记,司乘人员可进行“空中扫码”登记进城。

                        得益于无人机平台的续航技术和视觉导航与定位技术,现场的交通实况可以全天不间断回传至交警执法站点与省交管局指挥中心,实现对路况全局信息与车辆细节的全面掌控。视觉导航与定位技术主要涵盖视觉避障/防撞、自主着陆、飞行姿态/高度调整、目标识别与跟踪、导航等方面。如大疆公司的CN107861426A、CN110785721A专利申请分别提出了精确的无人机电量计算方式以及无人车配合无人机续航的方式,以保证无人机续航高效性;迅蚁公司的CN106542102B专利申请涉及无人机剩余航程规划和电池电芯均衡技术,可提升电池寿命,延长飞行里程。

                        无人机在防控疫情中大显身手,离不开以人工智能和物联网技术为代表的新一代信息技术的支撑。未来相信随着无人机研制、生产成本的不断降低,国家政策的逐步落地以及市场发展的愈发成熟,我国无人机产业将成为智慧城市建设的强大力量。(国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 顾海雷 时缄 黄达飞 韩盼 章婧)

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