一、为什么城市低空物流需要真正可靠的感知系统
随着城市开始将部分货物运输从地面转移到低空空域，无人机在密集建筑、动态障碍物和瞬息万变的天气条件下安全运行的能力，已成为大规模商业部署是否可行的决定性因素。与郊区或受控工业区不同，城市环境的特点是不可预测：玻璃幕墙可能对视觉传感器不可见，建筑物之间的风廊会使无人机失去稳定性，多架飞机可能在黄昏时分飞越同一高度带，而雾或暴雨会显著降低依赖视觉的系统的性能。
在这样的环境中，无人机需要具备不受日光、能见度、背景纹理或周围物体运动影响的稳定感知能力。这正是77 GHz毫米波雷达的主要优势。它并非取代视觉，而是通过提供一个不受环境不确定性影响的物理感知层，增强了整个感知架构。因此，决定飞行安全的不再是有利的天气或光照条件，而是雷达本身固有的物理特性和可靠性。
二、77GHz雷达如何提升城市低空物流安全
适应复杂城市环境中的各种天气条件
城市无人机在实际飞行中经常会遇到雾、霾、雨、低光照和强逆光等情况。这些环境限制了光学系统的性能，因为光学系统需要充足的光线和清晰的视觉纹理才能进行精确操作。相比之下，77GHz雷达采用电磁波，能够穿透各种复杂环境，即使在低能见度条件下也能保证稳定的传感性能。这使得无人机能够持续感知周围的障碍物和环境结构，无论是在潮湿、低能见度的环境下飞行，还是在日出前或日落后飞行。
实时识别动态障碍物
鸟类、其他无人机、屋顶设备和起重机等都是城市空域中常见的移动物体。77GHz雷达利用多普勒效应，除了能够确定这些物体的距离外，还能确定它们的相对速度和运动轨迹。这使得无人机在遇到移动轨迹不规则或快速移动的目标时，能够迅速做出规避决策。
雷达提供可靠的运动感知，大大降低了受限低空环境中的风险，而仅依靠视觉的系统在昏暗的光线下可能难以检测到速度或方向。
视力盲点的重要补充
由于反射、透明或纹理不足，玻璃表面、反光金属结构和细小的架空电缆在城市地区十分常见，但众所周知，视觉系统很难探测到它们。然而，毫米波雷达能够探测到这些“隐形”障碍物，因为它不依赖于视觉模式。当仅靠视觉数据不足以识别目标时，这种能力提供了一层至关重要的安全保障，并降低了碰撞事故的发生概率。
实现分布式感知和多层空域监测
城市可以通过将机载雷达与地面传感基础设施相结合，构建多层分布式城市空域监测网络。这可以实时提升低空环境下的态势感知能力，并在高层建筑可能部分遮挡GPS信号的区域提供可靠的参考数据。由于雷达在这些“城市峡谷”中不依赖卫星定位，因此可以持续提供稳定的飞行和导航服务。
在突发情况下做出更快速的反应
得益于77GHz雷达的低延迟特性，无人机能够在紧急情况下迅速做出决策，无论是爬升、减速、改变飞行轨迹还是开始受控降落。这种反应速度决定了无人机能否在城市环境中及时避开高风险情况，因为障碍物可能在几秒钟内出现。雷达快速且稳定的输出使无人机能够在有限的安全时间内做出果断反应。
三、如何利用77GHz雷达实现城市低空物流的规模化扩展
促进结构化管理、监管和标准化
全球汽车ADAS应用长期以来一直采用77GHz雷达，该技术拥有成熟的供应链网络、技术规范和法律框架。凭借现有的技术基础，城市低空物流领域可以加快制定基于规则的飞行框架、雷达操作指南和空域安全政策。
77GHz雷达提供稳定、标准化的传感基线，确保无人机能够在统一且可预测的监管条件下运行，从而助力城市采用UTM（无人机交通管理）或欧洲U-Space概念。城市无人机物流也将从零散的试点项目过渡到系统化的运输系统，实现标准化。
构建广泛的空中航线网络
在构建密集的低空物流路线网络时，精确的环境数据对于路径规划算法至关重要，因为单个城市内可能存在数千条这样的路线。77GHz雷达的高分辨率感知能力可以提高三维地图的精度，并帮助路径规划系统避开危险区域、移动障碍物和复杂的风场。
随着无人机配送从受限的点对点飞行发展到涵盖商业区、医院和住宅区的多节点网络，雷达提供了稳定的传感基础，从而支持可靠的路线规划和长期的运营一致性。
鼓励自给自足，减少人为干预
为了推动城市低空物流的发展，无人机必须从远程操控过渡到在真实场景中自主运行。导航系统不再依赖持续的人工监控，而是能够借助雷达可靠的感知能力，基于真实环境数据做出自主飞行决策。这种自主性对于实现可持续的大规模部署和降低操作复杂性至关重要。
建立基于数据的持续优化循环
每次飞行期间，77GHz雷达都会产生大量实时环境数据。随着时间的推移，这些数据将成为了解不同高度天气影响、识别频繁出现的动态目标、分析空域风险模式以及提高航线效率的宝贵工具。
由于这种持续的反馈循环，无人机在一个城市中运行得越多，整个物流网络就会变得更加智能和高效。
常见问题解答
Q1：与郊区作业相比，为什么雷达对于城市无人机物流更为重要？
由于城市环境中障碍物密度、光照和动态运动的变化日益增加，雷达能够提供稳定的传感性能，从而降低与不可预测的城市环境相关的风险。
Q2：雷达会取代视觉还是干扰视觉？
不，并非如此。视觉和雷达是互补的。雷达提供可靠的几何和运动数据，而视觉则提供语义理解。两者结合，可以构建一个更值得信赖的感知系统。
Q3：当77GHz雷达集成到无人机中时，无人机是否会变得更加复杂？
得益于多年在其他行业的研发，现代 77GHz 雷达模块重量轻、体积小，适用于各种城市物流无人机。
Q4：在构建低空物流网络时，雷达在城市层面发挥什么作用？
长期可扩展性既需要标准化、受控的飞行操作，也需要分布式空域监控能力的发展，而雷达可以促进这两方面的实现。