无人机技术的进步备受关注

2019年6月11日在皇帝宫举行的一次无人机会议上，无人机技术（UAV）的发展再次受到关注，该会议上公司讨论了农业测量，相机技术和无人机交付等方面的进展。Passerine Aircraft Corporation的首席执行官兼创始人Matthew Whalley考察了无人机所扮演的许多角色，从货物交付到火灾监控，管道和电力线检查，安全，调查，野生动植物保护以及摄影和摄影。

他估计，每年需要监测31800架无人机来监视1420万平方公里的受管理森林，而农业则需要29.8万架无人机。每年将需要另外150 000 UAV来监视350万公里的地面管道，并且需要297 000 UAV来监视所有电力线。沃利（Whalley）认为，每年交付160公斤以下15公斤无人机的潜在需求。    Whalley表示，由于无人机具有如此巨大的潜力，因此制造无人机的行业具有巨大的潜力，并且由于南非具备在此生产飞机的技能，南非可以帮助满足这一需求。

“无人机有可能革新许多行业。非洲有能力利用这一优势赶超并超越世界其他地区。这样做的窗口很小，我们需要努力利用这一机会。”   

Passerine Aircraft Corporation正在开发一种跳入空中的独特无人机，从而消除了对跑道，发射轨道或任何其他起飞辅助设备的需求。为了起飞，无人机乘坐专门设计的机器人腿跳入空中，然后降落，进入失速舱然后降落在腿上，就像鸟类一样。沃利认为这是世界上第一个这样的无人机。   夸祖鲁-纳塔尔大学的Riaan Stopforth概述了在那里进行的许多无人机研究和开发项目，该项目已经看到该大学开发的几种无人机，例如双臂双引擎NMU001固定翼飞机。   

在自动包裹递送上已经进行了多次测试，其中有两架无人机在飞行中被用来放下包裹（一架小型无人机测试了0.5千克有效载荷，而翼展4米的机翼则落下了5千克有效载荷）。在一项测试中，一架无人机从75米高处将一包包裹从目标坠落1.8米以内。 Stopforth说UKZN一直在考虑使用无人机将包裹放到船上，并且一直在研究在隧道中飞行（在采矿业中很有用）。正在探索的其他可能性包括塔架和风力涡轮机检查，以及开发固定机翼垂直起飞和着陆无人机–已经用4米固定机翼无人机进行了一些实验。   

UKZN一直在开发飞机稳定性和自主着陆软件，该软件已在模拟器和小型无人机上进行了测试。该软件旨在使飞机从极端的操纵，晃动或其他不安全的飞行条件下恢复。根据Stopforth的说法，自动扩口非常难于管理，但是该软件能够做到。    Stopforth说，获得无人机研发资金非常困难，特别是因为创造收入的商业工作比学术工作优先。他呼吁在南非建立一个机器人技术中心，以吸引学术界和工业界的人们一起工作，并共享人员和资源。他还呼吁业界加入学术界，并提供奖学金和培训。  

Exxaro Resources的高级地雷测量师Zwelethu Hlathswayo作了关于无人机在矿场恢复中的使用的演讲。他说，在发现手工调查缓慢，困难和危险之后，无人机承担了这项任务，并被认为是最快，最安全的库存调查方法。它们被用于埃克萨罗位于姆普马兰加市贝尔法斯特的煤矿带状煤矿中，该煤矿每年可生产数百万吨煤炭，并使其成为“互联矿”。   

GoUAV的董事总经理Philip Smerkovitz谈到了无人机导航和摄像头技术的发展。他说，实时运动（RTK）定位越来越多地运用于无人机导航和测量中，因为它可以对位置数据进行实时校正，从而达到厘米级的精度。例如，带有RTK软件的DJI Phantom 4无人机在100米的飞行高度下可以达到2.74厘米的地面采样距离。 Smerkovitz解释说，无人机的有效载荷正在变得越来越复杂–例如，商用DJI Matrice 210可以同时运载两个有效载荷，并且还配备了ADS-B应答器和防撞信标，以便在受控空域中更安全地运行。它的有效载荷之一可以包括辐射热像仪，它比常规热像仪灵敏得多，因为它可以拾取小于0.5度的温度差，从而提供两倍的温度测量精度。摄像机可以测量最高，最低和平均温度，并突出显示设定温度范围内的物体，这对于寻找人员时的搜索和救援非常有用。 Smerkovitz说，无人机已经极大地颠覆了调查行业，这是无人机技术发展最快的应用之一。例如，使用无人机测量35米高的手机发射塔仅需4.5分钟，其速度大大加快，并且比手动测量发射塔便宜80％。使用专业软件，可以自动生成模型，地图和比较分析点。   

南非Aerobotics公司无人机操作助理Matthew Davis就农业调查中的无人机作了介绍。他说，病虫害每年造成20-30％的产量损失，但是可以通过适当的调查减少损失。 Aerobotics的解决方案是使用无人机为果园中的每一棵树创建3D模型，从而使其性能可以随时间进行监控。    

他说，Aerobotics是唯一一家按树木进行农作物调查的公司，最近在其数据库中记录了3000万棵树木，其中40％的南非夏威夷坚果农民和50％的柑桔农民使用Aerobotics。尽管该公司开始于南非，但它正在扩展到美洲和世界其他地方。   

Aerobotics正在研究一种新工具，通过识别树上的每种水果来预测农作物产量。目前，它仍在开发软件，这是一个繁琐的过程，因为必须手动计算树木以使数据与UAV看到的内容相关联。该公司正在开展的另一个未来项目是病虫害检测。这也是一个繁琐的过程，因为需要分析数百张处于不同生命阶段的患病植物的照片，才能使机器学习正常工作。   戴维斯说，在农业上使用无人机有很多好处，因为它们可以节省时间和资源，减少损失并提高产量，最终使农民获得更好的投资回报。无人机也有望成为有效的农作物喷雾器，因为它们可以编程为仅喷洒单个树木，从而节省了农药。     Aerobotics从三年的卫星数据包（可跟踪农作物的变化）到季节性农作物监测服务（从每公顷R50起）开始，为农民提供多种服务。如果农民使用Aerobotics提供的新颖软件驾驶自己的无人机，则成本将降低到每公顷R30。   

在监管方面，LNP律师总监Ricardo Pillay考察了使用无人机和监管框架的风险和影响。他指出，自南非民航局（SACAA）于2015年7月实施无人飞行器法规以来，所有用于商业目的的无人飞行器都受到严格的规定：商业需要远程驾驶空中系统（RPAS）运营商证书（ROC），公司和非营利性运营机构，并且还需要航空服务许可证（ASL）。但是，SACAA出现了严重的延误，在340份申请积压中，只有20多家公司收到了ROC。还备份了飞行批准书，有500份未决申请。  

皮莱建议，为缓解繁琐的无人机法规，应在低风险和高风险运营商之间进行区分。他说，监管机构还需要分配更多资源来许可申请，并可能将流程数字化。他说：“随着天空变得拥挤，需要更全面的监管制度。”