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据天眼查显示，华为技术有限公司（以下简称“华为”）近日公开了一项名为"飞行机器人"的发明专利。该专利申请时间为2022年9月26日，公开号为CN117755470A，发明人为陶秋阳、王波、赵耀、杜鹏。
该专利的公开，让市场看到华为进军无人机领域的意向。在有着“低空经济元年”之称的2024年，华为此举再度点燃市场。至此，其对低空经济的布局也从幕后走向了台前，一幅关于未来智能交通的蓝图正徐徐展开……
图源：天眼查
发明专利公开！华为布局低空飞行机器人
飞行机器人，顾名思义，能够在空中自由飞行的机器人。
根据上述专利摘要，本申请提供一种飞行机器人包括气囊和围绕气囊设置的四个第一推进器。当气囊内充入了气体，设定X轴、Y轴、Z轴的三维坐标轴，Z轴的方向为气囊的高度方向。第一推进器连接气囊。四个第一推进器连接气囊的位置位于X轴与Y轴界定的一个平面内。每相邻的两个第一推进器为相对于X轴或Y轴对称设置。
沿X轴对称设置的两个第一推进器产生的两个推力的方向相对于X轴对称，且均不平行且不垂直所述X轴。沿Y轴对称设置的两个第一推进器产生的两个推力的方向相对于Y轴对称，且均不平行且不垂直所述Y轴。
需要强调的是，正是基于这种独特的推力设计，使得飞行机器人能够在水平方向上实现前后左右四个维度的自由移动，同时还能围绕Z轴进行转动，这一强大的机动性能，足以应对飞行过程中遇到的空中复杂环境和任务需求。
显然，华为意在打造一个全新的飞行机器人形态。
这里就不得不提到，近年的无人机赛道中，一个极为火热的技术设计方向——带气囊的无人机设计。据了解，这些气囊设计的用途不一，有为了防止无人机因推进器发生故障致使坠毁的，有的则是用来降低无人机之间的碰撞几率等等。
对此，业内预测，随着无人机发展节奏加快，安全气囊或将成为无人机设计标配。一个较为明显的动向是，目前部分关于无人机安全性的政策和指导意见中，都提及这一点。
作为全球领先的通信和智能设备制造商，华为拥有来自AI、5G、智能驾驶等领域的深厚积累。比如在网络连接方面，在超高速、低时延、海量连接的5G网络加持下，无人机可实现远程低时延控制、超高清图像回传等功能。该领域内，华为的5G-A为通感一体网络，是实现水、陆、空全场景通信布局的关键技术。
其在MWC2024期间最新推出的5G-A GigaGreen全系列产品解决方案，以超宽带、多天线的“原生Giga”能力提供10倍极致性能，以架构、硬件、软件全系统的“原生Green”的能力实现“0 Bit 0 Watt”绿色节能。在中国联通的实测中，5G-A可以实现1200米内的无人机实时定位，精度达到分米级别。
又比如在智能驾驶方面，华为具备全栈自研的能力，包括芯片、操作系统、算法、云端操作中心和大模型，同时全面布局了T-Box、摄像头、毫米波雷达、激光雷达、AR HUD、网关、算力平台等产品与解决方案。
过往在各领域的积累都将转化为强有力的技术支持，推动其飞行机器人网络化、智能化及落地应用。由此看来，这种高度自主化的飞行机器人将在城市交通、空中物流、环境监测等多个领域发挥重要作用。
华为此番对飞行机器人的布局，绝非偶然。
近年来，“低空经济”的热度持续飙升，全国多个省市都在加速低空经济布局。公开资料显示，今年至少有24个城市将低空经济写入了地方政府工作报告，深圳、武汉、广州、成都、苏州等地均已陆续出台相关规划及政策。大疆、亿航智能等企业更是纷纷摩拳擦掌，在政策端、产业端共同催动下，低空经济万亿市场加速兑现，业内的一个声音已经越来越清晰——2024年或成为“低空经济元年”。
谁在瓜分低空经济的万亿市场？
我们在之前的文章《千亿大疆们，去湖北整活了》中，和大家科普过“什么是低空经济”。
它通常泛指3000米高空以下的飞行经济活动，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。低空经济主要以垂直起降型飞机与无人机为载体，按高度可分为不同层次，广泛应用于载人、载货及城市管理等各类产业形态中，是智慧城市与智慧民航的有机融合点。
4月1日，工信部下属机构赛迪顾问发布《中国低空经济发展研究报告（2024）》（以下简称《报告》）。《报告》中指出，2023年中国低空经济规模达5059.5亿元；从前沿赛道来看，2023年中国eVTOL产业规模达9.8亿元，同比增长77.3%。
各城市纷纷出台相关政策，力争建设低空经济“第一城”，相关的企业更是不愿错过这一风口。截至今年2月，中国低空经济领域企业超5.7万家，其中超六成企业分布在中南和华东地区，主要集中在广东、江苏、湖南、浙江等；5.7万家企业中，有2.1万家是最近五年内新成立的。
若从城市资源分布来看，深圳低空经济企业数量居于全国首位。截至2023年底，深圳市无人机企业已超过1700家，年产值接近1000亿元，同比增长28%。落地深圳的无人机企业，包括大疆、丰翼科技、道通智能、美团无人机、路飞智能等。深圳之外，广州和北京的低空经济企业数量紧随其后。
《报告》认为，低空经济存在“三层万亿”发展空间。
第一层：促进轻小型固定翼飞机、民用直升机、无人机、eVTOL等低空飞行器制造发展，培育更加丰富的低空应用场景与服务新业态，核心产业规模成长空间超万亿元；
第二层：通用机场、直升机起降点、低空新型基础设施等相关产业链上下游，投资空间超万亿元；
第三层：服务模式延展促进空中交通运输发展、飞行体验促进消费变革等各类经济活动，拉动经济增长的潜力空间超万亿元。
低空经济产业链的上中下游是材料、研发、产品与应用场景的深度融合。
上游主要为原材料和零部件供应商，这一环节包括EDA、PLM等工业软件的研发，高分子材料、铝合金等关键原材料的供应，以及芯片、电机等零部件的制造。这些都是低空经济产品制造的基础，决定了产品性能和成本。
上游代表企业——国轩高科、广联航空、宁德时代、边界智控
国轩高科：成立于2006年，是国内最早从事车用锂离子动力电池自主研发、生产和销售的企业之一，也是A股第一家上市的动力电池公司。随着低空经济蓬勃兴起，国轩高科开始钻研锂电池在无人驾驶eVTOL上的应用，并推出了高能量密度、高功率和高安全优势的46大圆柱电池，在安全性、 能量密度、循环寿命和环境适应性等方匹配无人驾驶eVTOL的动力需求，已经达到了产业化的条件。
广联航空：成立于2011年，2020年10月在创业板上市，是一家专门从事航空工业相关产品设计、研发、制造的国家级高新技术企业。公司以具有突出优势的航空工装业务为基础，积极开拓航空零部件和部段、无人机等业务，现已实现航空航天高端工艺装备研发、航空航天零部件生产、航空器航天器机体结构制造协同化发展的全产业链布局。在国内航空、航天工业中具有较高知名度，是多家主机制造厂商的战略供应商以及金牌供应商。
宁德时代：成立于2011年，是国内一家电池制造商和技术公司，专门从事制造用于新能源汽车和储能系统以及电池管理系统的锂离子电池。在2023年4月的上海车展上，宁德时代发布了一款全新超高能量密度电池——凝聚态电池。据介绍，其单体能量密度高达500Wh/kg，并表示这款电池正在进行民用电动载人飞机项目的合作开发。
边界智控：成立于2020年，是一家为eVTOL提供自主飞行系统的科技公司。专注于开发符合民用航空适航标准的飞行控制与自动驾驶系统，以填补我国民用航空机载软件和电子系统的空白。其自主飞行系统结合传统飞控系统和AI技术，构建飞机先进的智能决策系统，融合视觉/激光雷达、GNSS、惯性导航等传感器，实现飞机的环境感知、导航定位、任务决策等功能。
中游为无人机、航空器整机安装以及各类配套设施等，包括无人机、航空器、相关配套产品的生产制造，以及低空保障与综合服务等。这一环节的企业既要处理好上游原材料和零部件的整合，也要满足下游应用场景的需求。其技术创新和产品质量直接影响到市场竞争力和占有率，因此也是产业链中最为核心的部分。
中游代表企业——大疆创新、小鹏汽车、亿航智能、峰飞航空
大疆创新：成立于2006年，总部位于深圳，是一家无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发生产公司，致力于为无人机工业、行业用户以及专业航拍应用提供智能飞控产品和解决方案。其产品广泛应用于航拍、影视制作、农业、地质勘探、消防救援、安全监控等领域，凭着自身强大的科技实力与专利技术，大疆在全球无人机市场占据80%的份额。
亿航智能：成立于2014年，专注于无人驾驶电动垂直起降飞行器的研发与生产，公司自研的“空中的士”获得全球首张eVTOL适航认证。2019年，亿航智能登陆纳斯达克，成为全球首家上市的城市空中交通企业，为全球多个行业领域客户提供无人驾驶航空器系统和解决方案，覆盖空中交通，智慧城市管理和空中媒体等应用领域。
峰飞航空：成立于2017年，是国内较早投入大型eVTOL自动驾驶飞行器研发的科技企业之一，拥有卓越的垂直整合能力，自主研发了飞控航电、电机电控等关键技术，并掌握了高功重比电机和轻量化碳纤维机身材料的核心技术。3月22日，民航华东地区管理局向峰飞航空颁发V2000CG无人驾驶航空器系统型号合格证，V2000CG成为全球首款取得TC的吨级eVTOL。
小鹏汇天：2020年，小鹏汽车董事长何小鹏与小鹏汽车共同投资并正式成立小鹏汇天，其是目前亚洲规模最大的飞行汽车公司，融合了智能汽车与现代航空科技，以城市空中出行为目标，致力于打造全球最安全的智能电动飞行汽车。3月27日，小鹏汇天“陆地航母”飞行汽车的飞行体（代号X3-F）型号合格证申请正式获中国民用航空中南地区管理局受理，标志着该型号即将进入适航审定阶段。
下游为低空经济应用领域，聚焦低空经济与各类产业的融合，包括物流、农业、消防、旅游、巡检等。旨在推动其商业模式多样化，为前面两个产业链环节的研发、生产提供方向。
下游代表企业——顺丰控股、天虹股份
丰翼科技：丰翼科技成立于2018年，公司前身为顺丰科技有限公司的无人机团队，是顺丰集团内部孵化的一家专注于物流无人机领域的科技公司，于2021年7月开始独立运营。据官方介绍，截止2023年，丰翼小型物流无人机在全国累计飞行约400余万公里，全国运输架次已突破80万，是小型物流无人机领域商业化规模最大的玩家。
天虹股份：天虹股份与美团无人机自2022年起，共同探索无人机配送模式，为商圈周边居民提供半径“3公里15分钟”万物到家的全新服务体验。在新许可的加持下，双方将持续推进无人机配送航线的拓展和配送业务的开发。
“低空经济元年”背后，难以忽视的三大难点
随着越来越多的玩家入局，航空领域的创新发展已不再局限于传统的万米高空，除了上文提到的飞行机器人，还有飞行汽车、电动垂直起降飞行器（eVTOL）等新式飞行器，它们共同构成了低空经济发展极为重要的牵引力。
中国民航局3月29日发布数据显示，截至2023年底，我国已有超126万架无人机，同比增长约32%。民航局已批准建立民用无人驾驶航空试验区17个、试验基地3个，覆盖城市、海岛、支线物流、综合应用拓展等场景。工业和信息化部等四部门最新发文也提出，到2030年，通用航空装备全面融入人民生产生活各领域，成为低空经济增长的强大推动力，形成万亿级市场规模。
而从实际应用来看，低空经济的主力代表无人机，已逐渐展露其变现能力。
以顺丰集团旗下的丰翼科技为例。3月宣布推出两款无人机物流产品——同城即时送和跨城急送服务，其中的同城无人机配送最低价为12元。据官方介绍，丰翼科技在大湾区的常态化运营已突破日均10000票的单量，运输架次超80万次，累计飞行距离超400万公里，累计运输货物近300万件。
又比如早期入局的美团无人机，官方数据显示，截至2023年12月底，美团无人机已在深圳、上海等城市11个商圈落地了25条航线，累计完成订单超22万单。这些数字无疑证明了无人机在物流方面释放的巨大潜力。
与此同时，还有2月27日，eVTOL“盛世龙”完成全球首条跨海跨城电动垂直起降航线公开演示飞行，标志着飞行机器人在运输领域的应用逐步走向成熟；3月21日，小鹏汇天“陆地航母”飞行汽车的飞行体(代号X3-F)型号合格证申请，正式获中国民用航空中南地区管理局受理；3月22日，峰飞V2000CG无人驾驶航空器系统获得中国民用航空华东地区管理局颁发的型号合格证……
满屏袭来的“无人机”“飞行机器人”“eVTOL”，低空经济的热度只增不减。关注度激增，其背后所面临的三大难点也随之暴露——低空通信、低空导航、低空感知。
低空通信
低空经济中以无人机等为代表的“主力军们”，有着高度智能化的技术水准，同时对产品提出了高带宽的需求，以确保稳定支持飞行数据。
在高清视频传输上，许多应用在航拍、巡查、救援等方面的无人机，需要实时回传高清视频流。这些视频流往往具有较大的数据量，要求通信系统具备高带宽以满足实时性的要求。例如，4K分辨率的视频流需要至少20Mbps的带宽，而更高清晰度的视频则需要更大的带宽。
在飞控数据同步上，无人机飞行控制系统需要实时与地面站或其他无人机进行数据交换，以确保飞行的稳定性和安全性。飞控数据包括位置信息、速度信息、姿态信息等，这对时延和可靠性要求极高。因此，需要高带宽来保证数据的实时性和准确性。
如遇多架无人机协同作业，如联合搜救、协同测绘等。则要求无人机之间能够实时共享视频流、传感器数据等。这不仅需要高带宽的通信链路，更需要有效的多址接入技术（即无线通信接入技术）来解决多架无人机之间的通信冲突问题。
还有一点需要注意，高带宽的无线通信需要大量的频谱资源。目前面临的现状是，频谱资源已经非常紧张，无法满足所有无人机的高带宽需求。因此，开发新的频谱利用策略和技术以提高频谱利用率，极为必要。
低空导航
随着低空活动频次的增加和高密度飞行的需求，导航模式需要更加数字化、精细化。这主要涉及到精确定位、路径规划、实时决策等方面。
在精确定位上，一方面是GPS信号问题，在高楼林立或自然峡谷等环境中，GPS信号可能会受到高楼、山体等的干扰和遮挡，导致定位精度下降，甚至丢失信号；另一方面则是多传感器融合的问题，为提高定位精度，无人机需要融合多种传感器，如惯性测量单元（IMU）、视觉里程计（VIO）、光流传感器等，多传感器融合意味着需要复杂的算法支持。
在路径规划上，城市环境中存在大量动态障碍物，如移动车辆、行人等，无人机需要实时更新路径以避免碰撞，这要求其具备高效的实时计算能力。对于建筑物、保护区等静态限制区域，则需要精确的地图信息和先进的路径规划算法来规避。这里需要提到的一点是，无人机精细化导航需要高精度地图，而信息的采集和更新是数字化导航一个持续的挑战。
在环境适应性上，如遇雨、雪、雾等恶劣天气条件会影响无人机的传感器性能，降低导航精度；如在缺乏亮度的夜间环境飞行，对无人机的视觉系统也是一大挑战，需要其他辅助技术如红外、热成像等来弥补。
低空感知
低空感知是无人机技术中的重要组成部分，它涉及到无人机对周围环境的理解和适应能力。然而，在低空感知的部署和实施过程中，无人机主要面临的是技术及成本来两方面问题。
上文提到，无人机需要搭载多种传感器以获取环境信息，如摄像头、激光雷达、红外传感器、超声波传感器等。感知系统产生的数据量巨大，数据融合需要强大的处理器和高效的算法来处理分析，以确保感知系统的准确性和实时性。机器学习和人工智能技术的引入可以提高数据处理的效率和准确性，但仍需要大量的训练数据和计算资源。
至于成本方面，高精度传感器和高性能的计算平台通常价格昂贵，这增加了无人机系统的整体成本。即便企业自研开发高效稳定的低空感知系统，也需要大量的研发投入，包括人才、设备和材料等。除此之外，低空感知系统需要定期维护、校准、升级，以保持其准确性和可靠性，这无疑又是一笔成本花销。
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