粉尘与烟雾：当空气本身不透明时，无人机靠什么

空气中的细微颗粒会散射光线。图像变得乳白浑浊，而补的光越多，近处的颗粒越亮，越会遮住后面的东西。LiDAR 脉冲被颗粒反射，返回的点云看起来像半空中的一堵墙。粉尘还会沉积在机体上，堵塞电机、传感器窗口和散热通道。

答案是选择抗散射的传感器、打造既不扬尘也不吸尘的机体，以及选择飞行时机。波长更长的热成像相机和毫米波雷达比可见光更不受细微颗粒影响。只保留最后回波的 LiDAR 处理方式可以剔除许多颗粒点。

粉尘和烟雾在封闭空间中最为浓密：锅炉和炉窑中的灰、烟囱中的烟灰、矿山中的岩尘和煤尘，以及通风不良或在建的隧道。这些都与黑暗和 GNSS 拒止相叠加，让传感器几乎没有替代选择。

• 先让粉尘沉降：在停机后通风完毕，或喷湿清扫之后再进入。请现场将无人机检查纳入其作业计划。
• 确定传感器组合：需要可见光图像，还是温度分布图就够了？在浓密粉尘中，先用热成像和 LiDAR 做总体勘查，再在能见度允许的地方拍摄近景。
• 选择可调节的照明：亮度和方向能否改变？灯光是否安装在远离相机的位置？
• 把飞行后的保养变成例行工作：每次都清洁电机、轴承和传感器窗口，并记录在多尘现场的飞行小时数，以安排零件更换。
• 规划链路和撤退：事先决定能见度消失时是原地悬停还是沿记录的路径返回。指望在浓烟中手动操控是危险的计划。
• 也要保护作业人员：回收机体的人会沾满粉尘。将呼吸器和其他个人防护装备写入作业规程。

在日本，锅炉内部或矿山巷道内的飞行通常被视为室内飞行，不在航空飞行规则范围内。但多尘现场有职业安全规则：粉尘作业管理、呼吸防护，以及封闭空间的缺氧和气体检测。煤尘、金属粉尘和谷物粉尘本身就可能爆炸，而搭载电池和电机的无人机可能成为点火源。

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• 透过浓密粉尘的目视检查：没有任何传感器能透过厚重粉尘分辨裂缝或壁厚减薄。等待粉尘沉降仍然是最好的办法。
• 基于雷达的自主飞行：利用毫米波雷达穿越粉尘飞行的研究正在推进，但在狭窄空间内达到检查所需精度的建图，大多仍处于研究阶段。
• 小型防尘机体：密封就会积热；开放就会进灰。在小型机身上平衡散热与防尘最为困难。
• 在可燃性粉尘中飞行：获得认证、可在潜在爆炸性粉尘环境中使用的无人机仍然稀少。

进入锅炉和矿山的无人机融合雷达、LiDAR 和热成像，即使在粉尘中也能掌握自身位置和墙壁。它们选择不易扬尘的飞行路径，并抓住能见度转好的瞬间拍摄特写。攀登多尘脚手架的人已大为减少。这是编辑部的展望。