虎科大發表無人機新世代半開源飛控
虎尾科大新發表的無人機新世代半開源飛控,保留核心演算法的保密機制,兼顧安全性與開放性等優點。(圖/虎尾科大提供)
國立虎尾科技大學將於9月18日至20日前進「2025臺北國際航太暨國防工業展」,發表最新的航太飛控研發成果。由特聘教授林煥榮領軍的「自主飛行實驗室」正式發表全新飛控(Autopilot)半開源系統技術,此項具原創性的第二代飛控程式,移植至具備AI運算能力、豐富通訊介面、低功耗特性的多核心邊緣運算晶片,爲智慧型無人機飛控平臺帶入全新世代。
飛控系統被譽爲無人機的大腦,負責整合飛行控制、導航計算、感測器資料處理及加密通訊等核心功能,牽涉航空電子、通訊、控制理論、嵌入式系統等六大專業領域,其技術門檻與整合難度遠超一般數值控制系統(如CNC控制器)。
目前市面上的飛控系統主要分爲「開源」與「閉源」兩大類型。2013年開源飛控問世,不僅將飛控成本從原先的40萬元降低至約2萬元,降幅高達95%,因此成爲業界主流,迅速帶動無人機技術普及。
開源飛控系統雖具備成本效益與彈性的優勢,卻也存在穩定性不足與資安風險等問題,且開源程式碼數量龐大(高達14萬行)移植至AI高效晶片卻無法兼顧飛行需求;若使用NVIDIA GPU等高功耗處理器平臺,又受限於中小型無人機的體積與電力能源等負荷限制。
虎尾科大自主飛行實驗室創立於2004年,於2008年完成以工規雙16位元晶片設計第一代固定翼飛控與地面導控站,該技術獨步全球,也成功技轉予國內無人機廠商。實驗室於2019年再獲得國科會計劃補助,將具原創性的第一代飛控技術移植到第二代車規32位元三核心晶片(1400DMIPS是三倍於開源飛控晶片算力),於2021年完成飛行驗證並持續優化飛控及地面導控站軟硬體,飛控板(大小5x8x1cm3,35g重,耗電0.8W)經三次試作36臺達TRL6水準。實驗室更提出「半開源飛控」的概念,保留核心演算法的保密機制,並開放部分應用介面與模組供業界及學界使用,兼顧安全性與開放性等優點。
由於自主飛行系統的視覺已是標準功能,同時滿足未來無人機(羣)智慧飛行的發展趨勢,所對飛控晶片算力需求不斷提升。虎尾科大將移植具原創性的第二代飛控程式,應用於具有豐富介面功能、AI算力、通訊頻寬和低耗能的多核心邊緣運算晶片上,全力打造下一個世代的飛控平臺,提升臺灣無人機產業的競爭力。