10月16日,29名美国大学生站在小鹏汇天的飞行汽车面前,手机举成一片,嘴里“Oh my god”停不下来。一个月前,两架“陆地航母”从阿布扎比酋长国宫起飞完成编队飞行,中国飞行汽车在海外的天空越飞越远。
场面很热闹。但如果你只看到旋翼转起来的那一下,可能会忽略一个事实:让一架几百公斤的机器稳稳悬停、不撞楼、不烧电池,靠的不是某一项“黑科技”,而是一群藏在机身各处的传感器。它们不发光、不转动,甚至连名字都没人听说过,但少了任何一个,飞行汽车要么不敢飞,要么飞上去就回不来。
先说最要命的一件事:飞行汽车没有“靠边停”这个选项。
地面开车跑偏了,踩刹车靠边停,最多迟到。飞行器姿态一旦失控,后果是自由落体。所以飞控系统需要时刻知道一件事:机身现在歪了多少度、正在往哪个方向转。干这活的是惯性测量单元,业内叫IMU。它藏在机身里,用陀螺仪和加速度计感知每一个微小的角度变化,把数据喂给飞控,飞控再指挥各个旋翼调整转速。一辆飞行汽车通常不止装一个IMU,主用、备份、再备份,因为这东西要是罢工,飞控就等于瞎了。
第二个麻烦是:城市上空不是开阔旷野。
高楼挡卫星信号,玻璃幕墙反射让定位漂移。飞行汽车恰恰要在楼宇之间起降和飞行。这时候光靠GPS不够,还得靠气压传感器来测高度。气压变化对应海拔,听起来简单,但在城市低空,一阵风就能让气压读数跳一下。所以气压数据要和卫星定位、视觉传感器互相校验,谁也不能单独说了算。奥松在压力传感器芯片上做了二十多年,从工业测控到汽车进气监测,这类MEMS压力芯片的底子,恰恰是低空高度感知最需要的那种“稳”。
第三个问题最直观:别撞上东西。
小鹏汇天“陆地航母”的飞行器前端装了双目摄像头,飞行途中盯着前方障碍物,测算距离,向飞行员预警。这是飞行汽车从“能飞”到“敢飞”的关键一步。而在近地面起降阶段,超声波传感器补上了气压计做不到的精细活——几米之内有没有障碍物、离地面还有多高,超声波比气压计靠谱得多。双目看远,超声波看近,各管一段。
地面上的事,传感器也没闲着。
“陆地航母”的陆行体本身是一台增程式越野车。电池包温度高了会出事,电机电流异常了会烧,这些都需要传感器在几十毫秒内发现问题、触发保护。奥松的温湿度传感器和气体传感器在电池热失控监测上已经有成熟方案,氢气、一氧化碳、温度多参数联动,思路和飞行器电池安全防护是一回事。地面跑的车和天上飞的机器,在电池安全这件事上没有本质区别,要求只会更严。
还有一个看不见的对手:风。
地面开车怕堵车,天上飞怕风。城市楼群之间的气流乱得很,一阵突发的下沉气流或者短时强风,对一架几百公斤的飞行器来说可能就是生死之差。奥松的“低空经济微气象服务保障系统”入选了2024年广东省企业典型创新案例,做的就是这件事:把气象感知的颗粒度做细到飞行器起飞前和航线下方的那几百米,用自研的MEMS气象传感器盯着低空的风云变化。飞行汽车飞到哪里,气象感知的触角就得铺到哪里。
美国学生看到的是一次飞行演示。支撑那次演示的,是IMU在毫秒间算出的姿态、气压计在起降时锁定的高度、双目摄像头对前方障碍的持续扫描、电池包里温度传感器的无声值守。
低空经济的故事,起飞靠电机和旋翼,飞得稳靠的是那些没人拍照的传感信号。下次再刷到飞行汽车的新闻,不妨想一下:它离地那一米,有多少颗传感器在同时说“我盯着呢”。