团队创新动态融合算法,实现低轨卫星网与地面网络的深度无缝融合。想象一下这个场景:未来某天,你坐着一辆飞行汽车(eVTOL,电动垂直起降飞行器)穿梭在离地面300米的空中,突然遭遇一场大暴雨,视线完全模糊,5G信号也遭遇电磁干扰。怎么办?
这,正是当前飞行汽车遭遇的最大技术难题之一——亟须一颗永不失联的“最强大脑”。
最近,破局之道已在重庆出现。3月18日,在北斗智联科技有限公司(以下简称“北斗智联”)重庆公司的实验室里,记者看到了一个银色“方盒子”。“这个盒子名为‘AI边缘计算中心’。”北斗智联公司重庆总经理王颖说。通俗地讲,它就是飞行汽车的“大脑”,能通过AI技术,把天上的卫星网和地下的5G网“融”在一起,无论环境多恶劣,都能让飞行器知道自己在哪、该往哪去。
这个“大脑”,也是国内首批将融合定位与通信彻底打通的整体解决方案之一。它将在今年的北京车展上正式公开亮相。
汽车飞天为何需要“大脑”
这个银色“方盒子”意味着什么?
北斗智联研发规划负责人刘蕊磊打了个形象的比方:“如果把飞行汽车看作一个人,控制旋翼转速、维持机身平稳的飞控系统是它的‘小脑’,负责运动平衡;而我们做的,是它的‘大脑’,负责思考和联络。”
这颗“大脑”之所以不可或缺,是因为天空的交通逻辑比地面复杂得多:
首先是维度的跨越。路面行车是2D视角,而空中飞行是3D视角,飞行汽车不仅要管前后左右,还要精确感知高度变化。在三维空间,传统的定位稍有偏差,就可能发生相撞。
其次,地面有清晰的车道线、红绿灯和交通标识,但低空空域没法设立物理标志。飞行汽车必须依靠极高精度的数字地图和实时感知,来寻找“看不见的航路”。
最后,地面的5G网络信号强烈且连续;但到了空中,基站信号会随着高度增加迅速衰减、变得时断时续。
这一切,都需要飞行汽车在瞬息之间获取并分析来自卫星、地面基站及传感器的庞大数据。没有一颗处理能力极强的“最强大脑”,飞行汽车就像一个在暴风雨中蒙上双眼的盲人,危险重重。
对于北斗智联而言,这些行业面临的技术难题恰好是自身的机遇。该公司在智能汽车赛道深耕多年,对于解决极端环境下的定位与通信难题,有亮眼“战绩”。
例如,在地下环道、隧道等场景下,卫星信号无法穿透,该公司通过融合地面5G网络和惯性导航,实现了动态3厘米-5厘米级的“车道级”精准定位。
带着这份技术底气,北斗智联于2024年正式启动AI边缘计算中心的研发,并在智能汽车上率先实现一系列功能的落地。然而,当项目推进到实际模拟阶段时,研发团队发现,天空带来的挑战远比想象中严峻。
“最强大脑”是怎样炼成的
起初,研发团队尝试将成熟的地面智能化方案直接搬上天。他们认为,只要加强芯片算力,把地面的信号融合在一起就行。
“但在模拟测试中,一旦遭遇极端天气,系统就会因为信号切换不及时而频频宕机。”刘蕊磊回忆,每当飞行汽车在模拟屏幕上划出刺眼的坠落红线,大家就很失落,“天气变量太大,原有的经验靠不住。”
经过反复思考和讨论,他们决定进行一次技术逻辑的大重构:把天上地下的网全连起来,让AI自己做决定。
团队提出了一种动态融合算法——当AI监测到地面5G信号受干扰时,它不会“坐以待毙”,而是瞬间将数据流“一切为二”——一半继续尝试连接地面,另一半则果断通过卫星链路上传。
这种“信号分流”技术,实现了低轨卫星网与地面网络的深度无缝融合。
为了验证这颗“大脑”的极限,团队在实验室里开启了24小时全天候模拟:当飞行器闯入摩天大楼林立的“城市峡谷”,卫星信号因建筑遮挡反复“漂移”;紧接着,系统又切入海拔500米突遇强对流天气的场景,伴随雷电交加,模拟的强电磁脉冲对通导系统进行疯狂“轰炸”……
在一个个极端场景下,飞行器的“大脑”都扛住了!
通过北斗高精度定位+低轨卫星宽带通信+融合地面网络+AI算法,这项技术成功解决了高隔离度天线等物理难题。今后,飞行汽车制造商只需安装这个“大脑”,就能获得完整的智能化能力,开发周期大幅缩短。
“大脑”将被应用到 更多场景
北斗智联上下很清楚,目前的“大脑”样品,只是阶段性胜利。
“我们要把现在的‘边缘计算中心’,升级为‘星地协同算力网’。”刘蕊磊透露。未来飞行汽车的“大脑”要正常工作,主要难点在于克服卫星通信在高频移动中的信号延迟,以及海量数据在“星、地”间的实时调度。
为此,北斗智联正积极参与国家低轨卫星星座的终端协议制定,尝试通过“星上计算”与“端侧计算”的协同,实现算力的跨时空共享。
业内分析认为,随着中国低轨卫星规划的加速落地,未来几年内,成千上万颗卫星将织就一张覆盖全球的网。这对北斗智联而言,意味着“大脑”的信号感知将不再有死角。
在实验室的一角,记者还看到了一台名为“小北”的具身智能机器人样品。
“未来,这颗‘大脑’不仅能装在飞行汽车里,还会装进机器人的躯壳。”王颖表示,这种融合了低轨卫星技术的具身智能机器人,能在没有任何地面信号的荒野、深山或灾后废墟中工作,它们不需要基站,直接“仰望星空”就能获取精准指令与定位。
此外,这种机器人还可以参与生命救援,在信号盲区精准“逆行”;也可作为探险考察先锋,在地球上的任何角落保持实时在线。
从低空飞行的引领者到极端环境下的探索者,重庆造的这颗“最强大脑”,将助力未来产业驶向更广阔的星辰大海。
上游财经综合重庆日报
图片由受访企业提供
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