目录
- 执行摘要与行业概述
- 喷气背包导航中视觉伺服的核心原则
- 喷气背包导航技术的现状
- 主要行业参与者与合作
- 视觉伺服的传感器与硬件创新
- 软件算法与机器视觉的进展
- 与自主及半自主飞行系统的集成
- 市场规模、增长预测及采纳障碍（2025–2030）
- 监管环境与安全标准
- 未来机会、研发方向与新兴应用
- 来源与参考
执行摘要与行业概述
到2025年，将视觉伺服集成到喷气背包导航系统中正在兴起，成为一种变革性技术，旨在增强个人飞行平台的自主性和安全性。视觉伺服利用来自机载摄像头和高级图像处理的实时视觉数据，动态地引导和控制喷气背包在复杂环境中的移动。这种方法满足了行业中的关键需求：精确导航、避障和对快速变化的飞行条件的适应性响应。
近年来，喷气背包硬件和嵌入式视觉系统都取得了显著进展。诸如gravity.co和www.jetpackaviation.com等公司引领了飞行演示，并持续对其平台进行迭代，集成越来越复杂的传感器套件。虽然这些公司主要利用惯性和基于GPS的导航，但在GPS信号难以获取或环境复杂（例如城市峡谷、灾区）时，市场对视觉控制方案的需求日益增长，推动了相关研究的发展。
与此同时，机器人和无人机领域推动了视觉伺服能力的提升。诸如www.intel.com（RealSense深度摄像头）和www.nvidia.com（嵌入式AI计算平台）等公司推动的技术正在考虑适配于喷气背包装置，使其能够实现实时物体检测、场景映射和轨迹规划。截至2025年，多个先进移动性的初创公司正在评估原型集成，试点项目聚焦于精确着陆和自主航点导航。
- 2024年，gravity.co宣布与传感器制造商合作，试验用于低高度、高机动性的视觉稳定化。
- www.jetson.com因其单座eVTOL而闻名，公开展示了在半自主飞行模式下的视觉辅助碰撞避免，为全视觉伺服的前身。
- 国防和应急响应机构资助研究，认识到在搜索和救援以及GPS信号可能不可靠的战术操作中，视觉引导喷气背包的潜力。
展望未来，未来两到三年内，喷气背包系统中的视觉伺服技术预计将快速成熟。主要开发目标包括视觉硬件的小型化、稳健的传感器融合以及休闲和专业使用的认证。随着监管框架的演变及演示飞行验证安全性，行业相关者预计到2027年将发生向更广泛的操作部署的转变。
喷气背包导航中视觉伺服的核心原则
视觉伺服是利用视觉反馈控制机器人运动的过程，正在迅速成为喷气背包导航系统中的基础技术。截至2025年，喷气背包导航的视觉伺服核心原则集中在实时感知、传感器融合、稳健控制算法和对环境动态的自适应响应上。
视觉伺服的核心利用机载摄像头——通常是RGB、立体或深度传感器——持续捕捉喷气背包飞行员的环境。这些视觉输入通过计算机视觉算法进行处理，以提取关键特征，如地标、障碍物和着陆区。提取的信息随后用于生成控制信号，实时调整喷气背包的推力、方向和轨迹。这一闭环反馈系统使导航更加精确和敏捷，尤其是在复杂或缺乏GPS的环境中。
- 传感器融合和冗余：现代喷气背包原型，如gravity.co和jetpackaviation.com开发的产品，越来越多地集成视觉传感器与惯性测量单元（IMUs）和高度计。传感器融合增强了情境意识，并减少对任何单一传感类型的依赖，提高了系统对于视觉遮挡、眩光或快速光照变化的响应能力。
- 实时处理：视觉伺服的计算要求由嵌入式处理硬件的进步满足。像www.nvidia.com等公司为喷气背包开发者提供边缘AI平台，能够以最小延迟运行复杂的感知和控制算法，确保在飞行过程中及时进行纠正。
- 自适应控制算法：视觉伺服采用基于位置和基于图像的控制方案。基于位置的视觉伺服估计飞行员相对于目标特征的姿态，而基于图像的方法直接最小化图像误差。自适应算法对动态环境因素（如风突或移动障碍物）作出调整，支持更安全和更高效的机动。
- 安全和冗余：认识到安全至关重要，当前行业努力强调故障安全模式和冗余。视觉伺服日益与还在开发中的备份导航方法（例如雷达或激光雷达）配对，以保持控制能力，防止视觉输入受到损害。
展望未来，2025年及后续几年预计将迅速完善喷气背包导航中的视觉伺服技术，进一步实现传感器的小型化、AI驱动的感知改进，以及与车对万物（V2X）通信系统的集成。随着监管框架的适应和商业应用的扩展，视觉伺服将在确保安全、直观和自主喷气背包飞行方面发挥关键作用。
喷气背包导航技术的现状
视觉伺服——一种利用视觉数据引导机器人或车辆运动的技术——已迅速从实验室实验转变为在先进移动平台中的实际集成。在喷气背包导航中，视觉伺服正在成为一项关键技术，增强或甚至取代传统的惯性和基于GPS的系统。到2025年，实时计算机视觉与控制算法的集成正在重塑手动和自主的喷气背包导航，开发者将重点放在增强安全性、用户辅助和环境感知上。
领先的喷气背包制造商正在积极投资视觉伺服研究和原型系统。例如，gravity.co一直在测试头盔安装和喷气背包集成的视觉系统，以辅助飞行员的方向感和避障，利用立体摄像头和深度传感器。同样，www.jetpackaviation.com正在与航空电子供应商合作，开发基于视觉的抬头显示器（HUD），叠加来自实时图像处理的重要导航线索。
2024至2025年的关键技术进展围绕将视觉数据与IMU和GPS输入融合——所谓的“传感器融合”。这种方法减轻了每个单独传感器的局限性：视觉伺服弥补了城市峡谷或密集植被中GPS信号的丢失，而IMU在视觉输入受到眩光或雾霾影响时提供稳定性。制造商如www.teledyneflir.com正在提供紧凑、低延迟的热成像和可见光摄像头，专为可穿戴和空中机器人设计，促进在各种环境中的强大视觉跟踪能力。
视觉伺服的初步应用主要集中在飞行员辅助上——提供抬头警报、动态路线建议以及着陆或避障的视觉提示。然而，高性能处理器不断小型化及基于AI的图像分析的成熟，为即将到来的半自主和自主导航奠定了基础。像www.nvidia.com这样的公司正在提供针对空中移动性量身定制的边缘AI平台，这些平台现在正在喷气背包原型中进行评估，以处理实时视觉伺服任务。
总之，喷气背包导航中视觉伺服的现状以快速原型制作、现场测试及向扩展操作角色的明确轨迹为特征。在接下来的几年中，行业观察者预计视觉伺服将成为高端喷气背包型号的标准配置，在安全性、情境意识和个人空中移动系统的逐步自动化方面产生重要贡献。
主要行业参与者与合作
在2025年，喷气背包导航系统的视觉伺服领域呈现出先驱航空公司、机器人创新者和协同研究计划之间的动态互动。先进视觉伺服的采用——机载摄像头和计算机视觉算法引导喷气背包飞行——吸引了行业领袖和初创公司通过战略合作加速发展和部署。
其中，最突出的是gravity.co，因其开发的重力喷气服而受到认可。在2024至2025年，Gravity Industries加大了将计算机视觉和传感器融合集成到其导航系统中的力度，旨在增强飞行员辅助和自主能力。该公司公开强调与传感器制造商和AI软件开发者的持续合作，尽管具体合作伙伴尚未披露。
另一重要贡献者是jetpackaviation.com，这是一家美国公司，持续完善其JB系列喷气背包。在2025年，JetPack Aviation宣布与www.flir.com（热成像和视觉解决方案的领先公司）建立合作，测试多模态视觉伺服系统以改善在低能见度环境下的导航。此合作利用FLIR的热成像和RGB摄像模块，使喷气背包能够在多样化的操作场景中执行复杂机动和避障。
在欧洲，www.dlr.de发起了多项研究项目，探索个人空中移动平台（包括喷气背包）的视觉伺服。DLR在2025年的工作重点是实时机载感知和闭环控制，与欧洲的机器人研究机构合作，在受控飞行测试中验证原型。这些倡议通常涉及将立体视觉和SLAM（同时定位与地图构建）技术整合，以实现精准导航。
- 传感器融合先驱：www.bosch-mobility.com和www.rosenberger.com为多个喷气背包项目提供传感器套件和连接硬件，促进稳健的视觉惯性导航系统。
- 研究-产业联合体：欧盟资助的cordis.europa.eu项目虽然主要专注于无人机，但与喷气背包制造商形成合作框架，将视觉伺服技术的进展应用于可穿戴飞行系统。
展望未来，该领域预计将在喷气背包OEM、视觉技术供应商和学术研究组织之间实现更深层的整合。这些合作关系将推动视觉伺服领域下一波创新，自主和半自主的喷气背包导航有望在2020年代末实现进一步突破。
视觉伺服的传感器与硬件创新
视觉伺服利用实时视觉数据控制机器人系统的运动，正在喷气背包导航中变得愈发重要。随着喷气背包从实验原型转变为实用的移动解决方案，传感器和硬件技术的进步正在解决快速、动态和三维飞行带来的独特挑战。
一项主要的创新是集成高速、高分辨率立体和RGB-D摄像头系统，使得环境感知和避障变得更加密集。诸如www.intel.com这样的公司继续完善其RealSense模块，这些模块正在适应轻量级、航空级的个人空中交通工具。该模块提供所需的帧速率，以便在喷气背包导航中实现快速响应。
惯性测量单元（IMUs）也经历了显著的微型化和精度提升。www.analog.com和www.bosch-sensortec.com领先于IMUs的开发，提供高精度的运动跟踪，最小化漂移，从而确保可靠的姿态估计，即使在视觉系统遭遇遮挡或不利光照时也能保持稳定。
为了实时处理复杂的视觉数据，边缘AI处理器现在是必不可少的。例如，developer.nvidia.com平台正被集成进轻量级航空系统中，结合GPU并行处理与低功耗消耗。这使得实时执行深度学习算法成为可能，处理任务如同时定位与地图构建（SLAM）、物体检测和轨迹规划——所有这些都在喷气背包硬件严格的尺寸和重量限制内进行。
激光雷达系统，过去因体积庞大而不适用于个人飞行，现在由于微型化的持续努力而变得可行。像velodynelidar.com的公司推出了紧凑的固态激光雷达传感器，即使在低光或复杂的城市环境中也能提供稳健的3D建模能力。这些传感器在高速导航中尤其有价值，因为仅凭视觉传感器可能不足以保障安全。
展望未来，接下来的几年预计将通过传感器融合架构进一步汇聚这些传感器模式，增强冗余性和安全性。喷气背包开发者与传感器制造商之间的持续合作正在加速空气移动性的传感器套件定制。随着监管框架的成熟以及城市空中移动性计划的扩展，这些创新将在喷气背包导航系统安全、可靠和自主操作中发挥基础性作用。
软件算法与机器视觉的进展
视觉伺服——基于实时视觉反馈的运动闭环控制——已成为推进喷气背包导航系统的关键技术。到2025年，主要进展正在于利用复杂的软件算法和机器视觉来解决驾驶和自主喷气背包飞行的独特挑战，包括精确保持位置、避障以及动态调整轨迹。
喷气背包视觉伺服的最新发展在很大程度上受益于嵌入式视觉硬件和基于深度学习的感知算法的进步。像gravity.co和www.jetpackaviation.com等公司正在积极将轻量级摄像头阵列和深度传感器集成到他们的外骨骼中，实现实时环境映射和稳固的反馈循环。这些系统以高帧速处理视频流，提取地标、地形边缘和移动障碍物等特征——将信息反馈至导航控制器以进行精确驱动。
算法进展主要集中在提高对运动模糊、可变光照和快速变化背景的稳健性，这些都是喷气背包飞行场景中的常见问题。例如，卷积神经网络（CNN）在语义分割和同时定位与地图构建（SLAM）中的应用，使得即使在城市或复杂环境中，也能够更可靠地识别着陆区和导航通道。来自www.gravity.co的近期原型展示了实时障碍物检测和避障，早期的现场试验显示，在复杂机动中减少了飞行员的工作负荷，增强了安全性。
此外，视觉-惯性里程计的集成——将摄像头数据与惯性测量单元（IMUs）相结合——提供了厘米级的精确度，这是关键任务，例如悬停或精确着陆。通过与紧凑、高性能视觉模块和边缘AI处理器的供应商合作加速这一整合，例如www.sony-semicon.com提供的图像传感器和developer.nvidia.com的设备内机器学习能力。
展望未来，预计在未来几年中，将会看到多模态传感器融合的成熟——结合视觉、热成像和激光雷达数据——以进一步增强恶劣天气或低能见度条件下的可靠性。行业相关者还在探索标准化软件框架和开放API，以便进行第三方视觉模块的即插即用集成，目标是加速创新和安全认证。随着www.easa.europa.eu和www.faa.gov等监管机构开始制定个人飞行系统的指导方针，稳健的视觉伺服算法将成为未来商业和娱乐喷气背包导航的基石。
与自主及半自主飞行系统的集成
视觉伺服，即利用机载摄像头和传感器的视觉反馈实时控制运动，正迅速成为推进喷气背包导航系统的关键技术——尤其是在这些系统与自主及半自主飞行框架集成时。到2025年，多个制造商和技术提供商正在积极开发和测试视觉伺服解决方案，以适应个人空中交通工具（PAV），包括喷气背包，以提高安全性和机动性。
近期原型，比如来自gravity.co和www.jetpackaviation.com的产品，已经开始整合利用实时图像处理的先进视觉系统，执行避障、精确着陆和编队飞行等任务。这些基于视觉的导航模块利用紧凑、高速的摄像头与机器学习算法结合，以解读复杂的环境，使得喷气背包的飞行控制计算机能够迅速調整推力矢量和轨迹。
与此同时，主要的航空电子供应商如www.collinsaerospace.com和www.honeywell.com正在投资模块化的视觉伺服解决方案，以适应多种eVTOL平台，包括新兴的喷气背包设计。它们的系统将视觉传感器与惯性测量单元（IMUs）和GPS的数据集成，提供自主和飞行员辅助模式所需的高度冗余性和可靠性。这一集成对城市空中移动（UAM）场景至关重要，喷气背包可能需要在高度动态、障碍物密集的环境中操作。
2025年的关键里程碑包括视觉引导导航的现场飞行演示，其中喷气背包能够自主跟随预先映射的航点或动态目标。www.gravity.co已经公开了与国防和应急响应组织的持续合作，以测试视觉伺服在复杂的现实任务中，如快速反应和搜救操作。这些演示不仅评估视觉伺服的精确性，也考量其在不同天气、光照和环境条件下的弹性。
展望未来，行业相关者预计视觉伺服将作为更高自主程度的推动力，从当前的飞行员-循环系统向监督自主性，并最终实现完全自主操作。监管机构正在密切关注这些进展，以指导未来基于视觉飞行控制的认证标准。随着算法的成熟和硬件进一步微型化，视觉伺服有望成为下一代喷气背包导航的标准配置，从而推动2020年代末更安全、更便捷的个人空中移动。
市场规模、增长预测及采纳障碍（2025–2030）
喷气背包导航系统中视觉伺服的市场格局正在迅速演变，技术进步和对个人空中移动的新兴兴趣交汇。到2025年，视觉伺服的整合——通过计算机视觉引导导航和稳定性——正从实验原型走向早期商业部署。诸如gravity.co和www.jetpackaviation.com等公司已展示了可操作的喷气背包，且正在努力通过机载视觉系统增强自主控制和导航能力。
行业数据表明，虽然更广泛的个人空中移动市场仍然是小众市场，但大量投资正在涌向导航技术，以实现更安全和更易于接触的飞行。视觉伺服因其在自动避障、着陆和精确机动等关键能力中的潜力而受到认可，这些能力对于休闲和操作喷气背包使用至关重要。根据预测，2025年至2030年，采纳曲线预计将加速，制造商努力寻求差异化产品和满足新兴的监管要求，以实现自主或半自主操作。
- 市场规模与增长：预计到2030年，全球视觉伺服组件在空中移动领域，包括喷气背包，市场将以双位数的复合年增长率增长。这一增长主要受益于研发投资的增加、演示项目及城市移动性和国防应用中的试点计划（gravity.co）。
- 采纳驱动因素：加速采纳的关键因素包括高分辨率摄像头的小型化和嵌入式处理技术的进步。供应商如www.nvidia.com正在提供允许实时视觉处理的AI优化硬件，使得喷气背包的稳健伺服成为可能。
- 采纳障碍：尽管前景乐观，依然存在几个持续的挑战。这些挑战包括在可变光照和天气条件下对超可靠感知的需求，与冗余安全系统的集成，以及高硬件成本。监管不确定性也依然是一个大问题，因为包括www.easa.europa.eu和www.faa.gov在内的机构持续制定针对配备先进自主技术的个人飞行设备的认证路径。
展望未来，从2025年到2030年，早期采用者群体——例如专门的救援、工业检查和国防——将推动第一波商业部署。主流采纳将依赖于进一步的成本降低、监管清晰度以及在实际环境中持续的安全性和可靠性演示。随着视觉伺服的成熟，它在促进实用、用户友好的喷气背包导航中的作用将显著扩大。
监管环境与安全标准
喷气背包导航系统中视觉伺服的监管环境与安全标准正在快速发展，反映出个人空中移动解决方案日益增长的采纳。视觉伺服利用实时摄像头输入引导与稳定喷气背包，确保其可靠性和安全性已成为各国和国际监管机构的主要关注点。在2025年，这些先进导航系统的整合正在促使航空法规做出重大更新，特别是在城市空中移动性（UAM）和新兴个人飞行设备方面。
美国的www.faa.gov正在积极扩展其对于动力升力和垂直起降（VTOL）车辆的监管框架，这包括配备先进视觉伺服的喷气背包。近期对FAR第23部分的更新和新的基于性能的安全标准的制定现在特别适用于传感器冗余、障碍物检测和自动飞行稳定——这些都由视觉伺服驱动。FAA于2024年底发布的UAM整合计划，要求导航系统具备强大的故障安全架构和持续的数据验证，强调机器视觉的可靠性和环境适应性。
在欧洲，www.easa.europa.eu已发布了针对“创新航空器”认证的新指南。EASA为2025更新的特殊条件VTOL法规要求喷气背包中的视觉伺服系统必须展示全面的情境意识、避障能力以及抵抗传感器欺骗或遮挡的能力。这些标准正在与如gravity.co等制造商合作制定，该公司已公开展示配备先进视觉导航的喷气背包系统，并积极参与监管讨论。
- www.icao.int正领导着为个人空中移动性协调全球标准的努力，包括视觉导航可靠性和与传统空中交通管理系统互操作性的要求。
- 像www.sae.org这样的安全标准组织正在制定特别针对可穿戴飞行系统的传感器性能、故障操作逻辑和人机界面设计的新基准。
展望未来，监管机构预计将针对喷气背包中的视觉伺服引入更细化的认证路径，重点关注城市和混合环境中的操作安全。预计还会有强制报告和共享匿名事件数据的要求，以基于现实世界系统绩效来细化标准。随着喷气背包的采纳增多，制造商的创新与日益变化的监管监督之间的相互作用将塑造安全性、公众接受度以及全球商业部署的速度。
未来机会、研发方向与新兴应用
喷气背包导航系统中的视觉伺服领域即将在2025年及随后的几年实现重大的进展，这得益于计算机视觉、传感器融合和自主飞行技术的迅速发展。视觉伺服——利用实时视觉反馈动态控制位置和方向——已成为实现喷气背包等个人飞行系统安全、准确和适应导航的关键组成部分。
近期事件反映出喷气背包制造商和航空技术公司的共同研发推动。例如，gravity.co，作为一家领先的喷气服开发者，已展示了集成机载摄像头和传感器，以辅助飞行员增强情境意识和避障能力。他们在复杂环境中的公开测试，包括海洋和山区救援场景，强调了稳健视觉导航的重要性。
与此同时，像jetpackaviation.com这样的公司正在探索下一代航空电子设备，集成轻量级的AI驱动图像处理单元。这些系统被设计为实时处理视觉数据，支持半自主飞行模式和飞行员辅助功能，如自动着陆和轨迹校正。预计这些进展将在监管机构逐步允许喷气背包在城市和紧急响应设置中的操作范围扩展中发挥重要作用。
在研究方面，行业与学术界之间的合作正在加剧。像www.nasa.gov这样的组织正在越来越多地关注用于紧凑空中车辆的视觉-惯性导航技术，有技术转化为商业喷气背包平台的潜力。相关项目正在研究针对快速、不确定的人类运动优化的SLAM（同时定位与地图构建）算法——这对实际喷气背包操作至关重要。
展望未来，几项趋势正在塑造喷气背包导航中视觉伺服的前景：
- 集成高分辨率的多模态摄像头（可见光、红外、深度传感器），以增强障碍检测和全天候操作。
- 开发轻量级、边缘计算硬件，以便于复杂视觉处理，而不影响飞行时间或载荷能力。
- 协同导航的兴起，多架喷气背包共享视觉数据以协调机动，这正被gravity.co在早期试验中探索。
- 在紧急响应任务中的潜在应用，利用视觉伺服实现快速安全地进入危险或GPS信号缺失的环境。
总之，未来几年可能会见证喷气背包导航中视觉伺服系统的快速商业化和运营部署，推动这一领域的研发、行业合作和监管认可。这些进展不仅将增强安全性和可用性，还将为个人空中移动开启新市场和任务类型。
来源与参考
- gravity.co
- www.jetpackaviation.com
- www.nvidia.com
- www.jetson.com
- jetpackaviation.com
- www.oxbotica.com
- www.dlr.de
- www.bosch-mobility.com
- www.rosenberger.com
- cordis.europa.eu
- www.analog.com
- www.bosch-sensortec.com
- developer.nvidia.com
- velodynelidar.com
- www.gravity.co
- www.sony-semicon.com
- www.easa.europa.eu
- www.honeywell.com
- www.icao.int
- www.nasa.gov
