「我之前在澳洲的時候，看見無人機可以直接飛進別人的院子裏；後來美團用無人機送外賣，但是人還是要走到快遞櫃去拿。」有見及此，香港理工大學航空及民航工程學系兼低空經濟理學碩士課程主任助理教授黃海龍研發「Last centimeter」（最後一厘米）無人機配送方案，旨在解決物流配送「最後一公里」的瓶頸問題，讓無人機能精準飛至用戶陽台，今年更優化至能準確飛進室內，實現「無人接觸」的配送服務。\大公報記者 江凌風、湯嘉平（文） 何嘉駿（圖）
「Last Centimeter」無人機送貨項目於去年完成所有核心技術的開發，讓無人機不再僅限於飛到類似快遞櫃的指定地點，而是能精準飛入用家所住的陽台。今年黃海龍博士團隊繼續優化方案，從原本的「飛進陽台」方案，轉向更靈活的室內配送。
黃海龍日前接受《大公報》獨家專訪時分享這一最新優化成果，他指出，「Last Centimeter」之所以能夠安全導航複雜環境、準確避開障礙物降落及防止風阻等干擾，在風雨等複雜環境中穩定、安全地完成任務，其技術核心在於「先進自主導航演算法」、光學雷達和多種傳感器組合而成。
計算積分找出身處位置
黃海龍介紹，在陽台或室內等定位信號缺失的環境，團隊研發的LIDAR SLAM技術實現精準定位。「無人機的身上帶着一顆激光雷達，而激光雷達上還帶一個叫IMU的電子設備，即Inertial measurement unit（慣性測量單元）。IMU是通過積分的方式計算我未來去到了哪裏。」
黃海龍解釋，飛機往前直飛會有一個速度，這個速度可以根據之前的位置及飛行時間計算下一步到了哪裏，從而不斷地累積得出飛機目前所處的位置。但若在積分的過程中每一步都出現誤差，實際位置和計算位置就會出現較大的誤差。為解決誤差問題，團隊通過激光雷達測量返回時間，獲取與周圍障礙物的精確距離，通過不斷比對點雲數據，修正IMU的累積誤差，實現精準定位。
同時，該系統的障礙物檢測算法毋須大量數據預訓練即可適應各種場景。「我們前期僅需要做一件事情──對目標樓層進行掃描，建立精確的點雲地圖。」無人機只需在任務前飛行一次，通過激光雷達獲取的數百個距離數據點，構建建築物外部輪廓模型，從而使無人機快速適應任何新建築及環境。此外，團隊亦為無人機規劃簡潔的飛行路線。「我們將無人機起飛至略高於樓宇的高度，再平飛至目標點下方降落至目標處，投遞物品後原路返回。」
用於樓宇檢查 高效低風險
除了物流配送，黃海龍認為該技術在香港最具潛力的應用領域是Building Doctor（樓宇醫生）。團隊曾做過統計，目前香港有約3000座「三無」大廈及超過一萬棟50年以上的老舊建築。「目前的樓宇醫生檢測主要依靠人工目視，在作業的過程中會用到高空吊籃，高空作業風險高，效率低。」黃海龍笑言，「若未來我們的技術可以被樓宇醫生們用作工具，那他們會不會很開心呢？我認為他們會很開心的啊。」
談及該無人機技術在香港商業化，黃海龍坦言面臨多重挑戰。「香港獨特的高樓城市環境導致風場分布極其複雜，風力因建築反射而難以預測，難以精準建模而導致實驗失敗率較高。」
此外，目前所有飛行活動均需民航處批准，香港空域管制嚴格。「其實大家考慮的點在於安全。」他預計下一步先在內地推展，之後亦會考慮在香港的應用。
