雨雪雾恶劣天气和低光照环境降低 了无人机对目标的感知清晰度 “ 看不准” 低空感知模型进化难 “ 看不全” 多机跨视角感知难 “ 看不清” 复杂环境全天候感知难 低空感知 基础模型自主进化技术 水情监测 研究挑战 关键难题 技术创新 低空复杂环境 全天候感知技术 安防巡检 多机跨视角 协同感知技术 应急搜救 成果应用 四 未来工作 一 研究背景 · 在内的 2000+ 参赛队伍 5000+ 篇论文使用并引用 > 关键平台： 建立了复杂环境协同感知数据平台 （ TPAMI 2022 ） 构建了大规模多源、多模态、多任务、非完备复杂环境协同感知数据平 台 VisDrone ，覆盖单机和多机协同感知任务。 国内外广泛使用的无人机视觉基准数据平台 DroneCrowd-TJU DroneVehicle-TJU 吴文俊人工智能科技进步奖一等奖 l 吴文俊人工智能优秀青年奖 l 天津市自然科学一等奖 l 黑龙江省自然科学一等奖 l 天津市科技进步奖二等奖 l 中国智能交通协会科技进步奖二等奖 l 2022 CVPR 视觉语言多模态挑战赛冠军 l 2023 CVPR 开放世界目标检测挑战赛冠军 l 2024 昇腾 AI 创新大赛天津区域决赛高校赛道金奖 空军“无人争锋”挑战赛冠军 基础平台建设 构建了国内外广泛使用的无人机视觉基准数据平台

空天地水协同智能无人集群感知平台 多目标检测 多机感知 多任务感知 多模态感知 数据规模 支撑论文 Background Introduction 智慧城市建设稳步增长 预计 2027 年中国智慧城市投资规模 “ 大信创”时代开启 华为 海光 2025 年信创产业规模 2026 年预计规模 2035 年预计规 模 低空经济进入快速培育阶段 传统人员巡查响应周期 雄安新区低空经济产业发展的若干措施 中国民航局建立低空飞行保障三级体系 政府政策支持力度 垂直领域蕴藏新机遇 产业快速发展 市场缺口巨大 全国已备案核心基础大模型 寒武纪 2023 年市场规 模 N 种模型 场景算法 感知大模型 模型储备丰富 自研算法突破感知瓶颈 算法模型开发模块化 低空感知场景的云端大脑 “ 采、识、管、处、析、报”生命周期管理， 形成的洞察反哺优化后续巡检策略与 硬件 支撑层 现有无人机资源接入 国标监控设备 海光 DCU 部署方式 模式识别 机器学习 深度学习 图像处理 通用技术 • 通过统一调度、 航线编排与 实时监控 ， 实现多机场、 多 机群的高效管控与智能作业 ， 打造“空中交通 + 云上平台”的 一体化协同体系。 • 作为连通平台与无人机的桥 梁 ， 实现了无人机集群的集 中调度、 高效执行、 智能融

动生成报 告，并通过用户界面展示，支持进一步的数据分析和决策支持。 为确保系统的稳定性和可靠性，项目将采用模块化设计，每个 功能模块均可独立升级和维护。系统将集成多种传感器，如红外摄 像头、多光谱传感器等，以增强图像识别的准确性和适用性。此 外，系统还将具备自动避障、路径规划、电量监控等智能功能，确 保无人机在复杂环境下的安全飞行。 项目的主要技术难点在于 AI 模型的训练和优化，需要大量的 领域得到应用。近年来，随着人工智能、计算机视觉和传感器技术 的快速发展，无人机的能力得到了显著提升，尤其是在低空飞行和 复杂环境下的自主导航与任务执行方面。 在硬件方面，无人机的设计已经从简单的固定翼飞机发展到多 旋翼、混合动力等多种形态。多旋翼无人机因其垂直起降能力和悬 停稳定性，成为低空应用的主流选择。同时，无人机的续航能力、 载荷能力和抗风能力也在不断提升。例如，现代商用无人机已经可 以实现 30 分钟以上的续航时间，并搭载高分辨率摄像头、红外传 卸载到云 端或边缘节点，从而减轻机载计算资源的压力。 以下是无人机技术发展的几个关键里程碑：  2000 年代初：无人机开始进入民用市场，主要用于航拍和农 业喷洒。  2010 年代：多旋翼无人机成为主流，消费级无人机市场迅速 扩大。  2015 年：无人机开始搭载人工智能算法，实现自主飞行和避 障。  2020 年：5G 网络的商用化推动了无人机在物流、巡检等领域 的应用。

，低空推理决策面临语义稀密、空间难解与任务繁复的挑 战 感知 目标检测、 目标计数、 场景分类、 异常识别 理解 图像描述、 条件判断、 视觉定位、 高度预测 推理 物理推理、 因果推理、 情景推断、 反事实推理 决策 多机协同、 任务规划、 动作执行、 安全性评估 任务高度多样化 ，在输出结构、 知 识 深度与推理路径上差异巨大 ， 需要 跨层次泛化推理能力。 低空强投影与三维信息缺失 ， 需 要 理解姿态与视角差异 复杂环境下 ，低空群体智能面临数据缺、 自主差、协同难的挑 战 、协作具身 感知推理 群体执行协调不稳定 多机具身协同难 ，导致群体具身智 能感策控实现难 性能进化难 灾难性遗忘 协同自主进化机制匮乏 ，导致感知 与持续学习能力双重受限 多机协同感知数据 协同感知与具身基础数据匮乏 ，导 致基座构建受限 “ 自主差” “ 协同难” “ 数据缺” 感知大模型 Z Z " 面 F 含 一 场景理解 物体理解 感知评估 协作决策 多机协同具身感知与推理数据缺乏 性 。模型 1 a 模型 2 能 群体协同规划冲突 群体感知不一致 协同 一、 低空研究背 景 二、 低空数据平 台 三、 低空感知大 脑 CONTEN TS 统计机器学习长期关注数据规模、

和人工智能算法，提升火灾预防、监测和应急响应的效率。该项目 通过部署具备高精度传感器和 AI 识别能力的无人机，实现对火灾 隐患的实时监测、火情的快速识别与定位，以及火灾现场的动态评 估。无人机将搭载多光谱摄像头、红外热成像仪和气体传感器等设 备，结合 AI 算法，能够在复杂环境中快速识别火源、烟雾、温度 异常等关键信息，并通过实时数据传输系统将信息反馈至指挥中 心，辅助决策者制定科学的灭火策略。 而无法及时介入的问题。此外，无人机还可以在火灾扑灭后，进行 余火监测和灾后评估，确保火灾彻底扑灭，减少复燃风险。 项目的核心功能包括以下几个方面： - 实时监测与预警：通过 无人机搭载的多光谱摄像头和红外热成像仪，实时监测目标区域的 火情变化，结合 AI 算法对火灾隐患进行预警。 - 火源定位与识别： 利用 AI 图像识别技术，快速定位火源位置，识别火灾类型（如明 火、阴燃火等），并评估火势蔓延趋势。 下的 自主飞行能力和多机协同作业能力也是未来发展的重点方向。 以下是一些典型的应用案例数据： 应用场景 无人机类型 主要功能 效果评估 森林火灾监测 多旋翼无人机 火源识别、烟雾检测 预警时间缩短 30% 工业火灾侦查 固定翼无人机 热成像、三维建模 识别高温区域，规避危险 山区救援 多旋翼无人机 物资投送、生命探测 成功投送物资，确保救援安 全 灾后评估 多旋翼无人机 摄影测量、数据分析

（三）技术突破：低空遥感体系成熟落地 以无人机为核心的低空遥感技术体系近年来实现 跨越式发展，为破解上述痛点提供了系统性解决方案： 1.硬件性能突破 多旋翼无人机续航时间突破 1 小时，载荷能力提 升至 5kg 以上，可搭载正射相机、红外热成像仪、激光雷 达等多类型传感器，支持全时段（白天 / 黑夜）、全地形 （平原 / 山区 / 水域）作业。以市面上行业级旗舰机型大疆 Matrice 350 RTK 传统监管痛点提供了可落地、可复制的技术路径。 三、应用现状 （一）基础设施现状分析 目前 xx 市自然资源和规划系统已初步构建低空监 管基础设施框架，市级层面配备行业级无人机 15 架（以多 旋翼机型为主，续航时间 40-60 分钟），配套地面站 5 套、 数据处理工作站 10 台，建成无人机起降点 3 处（分布于城 市核心区、城郊结合部）；区县层面累计配置中小型无人机 30 余架，主 《自然资源部关于保护和永续利用自然资源扎实 推进美丽中国建设的实施意见》（2024 年）：提出 “构建低 空遥感监测网络，实现重点区域月度航拍全覆盖”，要求 “整 合卫星遥感、无人机影像、地面监测数据，形成多源数据融 合分析能力”。强调 “推动 AI 识别、三维建模等技术应用， 提升违法图斑识别准确率至 90% 以上”。 《遥感影像公开使用管理规定》：规范无人机遥 感影像的分辨率、覆盖范围及数据共享标准，明确亚米级影

力，例如实现精准目标识别、动态空域调度以及多机协同作业，从而将低空系统从传统的“消 费电子产品”升级为高效的“智能工业装备”。广泛应用于物流配送、农林植保、电力巡检、 应急救援等多个场景，确保了低空资源在安全可控的前提下（“管得住、放得开”）得到高效 开发利用，引领产业实现跨越式增长。 VisDrone 团队自 2017 年以来，聚焦 120 米以下空域的低空环境感知，构建了世界上规 模最大的低空视觉感知数据平台，包含超过 模最大的低空视觉感知数据平台，包含超过 2000 万图像/视频帧和 2000 万目标标注，支持 多任务学习（目标检测、目标跟踪、目标计数、群体分析）、多模态学习（可见光、热红外）、 多机/空地协同学习，采集范围覆盖全国 14 个省市。依托雄安国创中心低空智能实验室，联 合天津大学、东南大学和国创岚天，团队正式发布了雄安国创天巡平台。目前，该平台已在 雄安新区部署 12 个机巢，服务 12 个委办局，覆盖 760 平方公里。未来，全国预计将部署超 ..........................................................................................51 1.3.2 多源图像/视频融合............................................................................................

座 欧盟 ：注重空域数字化与管控自动化 n U1 基础服务 ，无人机注册、 识别 、 静态 理围栏 n U2 初始服务 ：飞行计划、飞行批准 、跟踪等 n U3 高级服务 ：面 向 大 规 模 飞 行 的冲突监测 、 动 监测 、 动 避障、与载人航空集成接口 n U4 全面服务 ：对无人机和 U-space 系统实现高度 动化、 连 接 性和数字化 美国：逐级进阶式高密度飞行安全管控 、 限 、 信 飞 手 无人机 无人机 公共数据 息 飞行器“看不见、呼不到、管不住”，无法满足行业监管、飞行安全等管理需求 业务流程分散 ，仍有数据壁垒 ，军 民 多头管理，无法满足多视角、全周期的行业管理 需求 对 、 象 、 碰 撞 、 隐 私 等问题尚未解决，无法满足大规模、高密度、高复杂、融合飞 行 基础设施总量不足 ，标准化滞后 ，共享、共用、共管、共控程度不高 ，重复建设隐患 空域划设 简化流程 设施建设 • 建设低空充换电、起降设施缺乏法律依据 ，企业时常面临用地申请、 报批难等问题。 • 军地民低空协同管理机制尚未建立 ，企业需与多部门进行沟通审批 ， 涉及环节多且流程繁琐 • 空域资源有限 ，亟需建立有限空域高效利用机制。 事故处理 职责分工 • 工信、交通、发改、规自、住建等各部门之间职责尚未明确 ，面临监 管缺少、服务不足等问题 • 以驾

起草 7 项针 对无人机海洋监测业务的行业标准，包括《无人机海域监测网络化管理规 范》、《海域无人机平台准入标准》、《无人机系统作业指导规范》等， 无人机海洋作业逐步规范化。 我司近年为全国多地林草局开展林业草原巡护工作，累计类型时长超 过 1000 小时，编写《无人机林业巡检作业规范》《飞行任务计划表》 《飞行任务记录表》《无人机飞行风险预判预防方案》《无人机飞行应急 处置手册》等 通过深入了解行业应用需求，我司推出了中型复合翼卫星通信无人机 和自组网通信无人机，彻底解决了地理因素制约无人机通信的难题。其集 成了我司当前最新的软硬件技术，具有续航时间长、通信距离远的优点， 具备高带宽优势，可接入多架无人机或地面任务设备，让复合翼无人机真 正有底气发挥航程远、长续航的优势。 通过长航时大载重复合翼无人机搭载卫星通信及公/专网基站设备，可 有效解决非通视情况下作战场景无通信网络的问题，保障最前线人员、前 离远的优点，可以让复 合翼无人机真正有底气发挥航程远、长续航的优势。 图 3.10 通信中继模块 表 3.10 通信中继模块主要性能指标 项目 参数 通讯距离 40km(点对点），支持多跳 波形 移动网络 MIMO 灵敏度 -102dBm@5MHz BW 信道带宽 1/5/10/20MHz 调制方式 TD-COFDM 4K,BPSK/QPSK/16QAM/64QAM（自适应）

络体系，服务农业农村现代化。创新无人机产业生态。持续推动无人驾驶航空试验区建设和运行，面向运行场 景，基于运行风险，开展运行理论、风险评估、技术验证等研究，探索符合无人驾驶航空特点的监管和服务模 式。以构建无人机产业生态为导向，鼓励建设一批创新平台，支持以无人机全产业链发展为重点的低空经济集 聚区建设，发挥创新集聚带动作用，引领产业向价值链高端迈进。 A 随着“十四五”数字中国战略全面推进，我国的数 空域申请过程复杂 数据孤岛、数据价值未能最大化 缺乏对现有资源及新技术的充分融合利用 人员培训 飞行风险 空域申请 数据利用 技术融合 视野广 效率高 机动灵活 挂载多 用途广 人力少 范围广 任务多 压力大 设备成本高，不敢用，利用率低、 资产折旧报废流程繁琐 需求分析 控本 减负 增效 资源复用 各部门重复购置设备，导致资源浪费 引入系列 新技术、 新设备 电子浮标式 水流测速仪 ● 其他设施 电子浮标式 雷达测深仪 1. “ 低空新基建”基础设施专业配置服务 高空照明灯 无人机机库 ● 方案内容 GISTC 应急通信设备 无人机机库 多光谱相机 大气检测仪 抛投器 喊话器 P10 方案内容 2. 飞行服务——面向各部门 ( 行业 ) 的主题应用概括介 绍 电力 电力巡检、电力修缮、电力灾害预警等方面的应 用，以及无人机技术在电力行业中监测和调度中