一、无人机是什么
无人(rén)机是无人驾驶飞(fēi)机的简称(Unmanned Aerial Vehicle),是利用无线电遥(yáo)控(kòng)设(shè)备和(hé)自(zì)备的程序控制装置的不(bú)载(zǎi)人飞机,包(bāo)括(kuò)无(wú)人直升机、固定翼机(jī)、多旋翼飞(fēi)行器、无人飞艇、无(wú)人伞翼机。广义地看(kàn)也包括临近空(kōng)间(jiān)飞行器(20-100 公里空域),如平流(liú)层飞艇、高空(kōng)气球、太阳能(néng)无人(rén)机等。从某(mǒu)种(zhǒng)角度来看,无人机可以在无人驾驶的条件下完(wán)成复杂空中飞行任务和各种负(fù)载任(rèn)务,可以(yǐ)被看做是 “空中机器人(rén)”。
按照不同(tóng)平台(tái)构(gòu)型来分类,无人(rén)机可主要有固定翼无人(rén)机、无人直升机(jī)和多旋(xuán)翼无人机三大平台,其它小种类无人机平台还包括伞翼无人机、扑翼无人(rén)机和无人飞(fēi)船等。固定翼无人机是军用和(hé)多(duō)数(shù)民用无人机(jī)的主流平台(tái),最大特点是飞(fēi)行速度较快;无(wú)人直升机是灵活(huó)性(xìng)最强的无人机平台,可以原地垂直(zhí)起飞和悬停;多旋翼(多(duō)轴(zhóu))无人机是消费(fèi)级和部分民用用途的首选平台,灵活性介于固定翼和直升机中间(起降需要推(tuī)力),但操(cāo)纵(zòng)简单、成本较低。
按不同使(shǐ)用领域来划(huá)分(fèn),无人机可分为军(jun1)用、民用和消费级三大类,对于无人机(jī)的(de)性能要求各有偏重:1)军用无人(rén)机对于灵(líng)敏度、飞行(háng)高度速度、智(zhì)能化等有着更高的要求(qiú),是技(jì)术(shù)水平最高的无人机,包括侦察、诱饵(ěr)、电子对抗、通信中继、靶机和无人战斗机等机型;
2)民(mín)用无人机一般对于速(sù)度、升限和(hé)航程等要求都较低,但对于人员操作培训、综合成(chéng)本有(yǒu)较(jiào)高的要(yào)求(qiú),因此需(xū)要(yào)形成成熟(shú)的产业链提供(gòng)尽可能低廉的零部件和支持服务,目前来看民用无人机最大的市场在于政府公(gōng)共(gòng)服务的提供,如(rú)警(jǐng)用、消防、气象等,占到(dào)总(zǒng)需求的约 70%,而(ér)我们认为未来无人机潜力最大的市场可(kě)能就在民用,新(xīn)增市场需(xū)求可能出现在(zài)农业植保(bǎo)、货物(wù)速(sù)度、空中无线网络、数据获取等(děng)领域(yù);
3)消费级无人机一般采用成本较(jiào)低(dī)的(de)多旋翼平(píng)台,用于航(háng)拍、游戏等休闲用途。
二(èr)、无人机技术(shù)难点
1、飞控系统(tǒng)是无(wú)人机的 “驾驶员” - 更精(jīng)确、更清晰
飞控子系(xì)统(tǒng)是(shì)无(wú)人机完成起(qǐ)飞、空中(zhōng)飞行、执行(háng)任务(wù)和返场回(huí)收等(děng)整个飞(fēi)行过程的(de)核(hé)心系统,飞控对于无(wú)人机相当于驾驶员(yuán)对于有人(rén)机(jī)的作用,我们认为是无人机最核心的(de)技术之一。飞控(kòng)一般包括传感器、机(jī)载计(jì)算机和伺服作动设备三大部(bù)分(fèn),实现的功能主要有无人机姿态稳定和控(kòng)制、无人机任务设备管理和(hé)应急控制三(sān)大类。
其中,机身大量装配(pèi)的(de)各种传(chuán)感器(包括角速率、姿态、位(wèi)置、加(jiā)速度、高(gāo)度和(hé)空(kōng)速(sù)等)是飞控系统的基础,是保证飞机(jī)控(kòng)制(zhì)精度的关键,在不(bú)同飞行环境下、不同用途的无人(rén)机对传感器的配置(zhì)要求也不同。未(wèi)来对无(wú)人机态势感知、战场(chǎng)上识别敌(dí)我、防(fáng)区外交战能力等方(fāng)面的需求,要求(qiú)无人机传感器具有更高的探测精度(dù)、更高(gāo)的分辨率,因此国外无(wú)人机传感器中大量应(yīng)用了超光谱成像、合(hé)成孔径雷达、超高频穿透等新(xīn)技术。
2、导航系统是无人机(jī)的 “眼(yǎn)睛”,多技术结合是未来方向(xiàng)
导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态,引(yǐn)导(dǎo)无人机按照指定航线飞行,相当于有人机(jī)系统中(zhōng)的领航员。无(wú)人机(jī)载(zǎi)导航系统主要分(fèn)非自主(GPS 等)和自(zì)主(惯性制导)两(liǎng)种,但分(fèn)别有易受干扰和误差积累增大的(de)缺点,而未来(lái)无人机的发展要求障碍回避、物资或武(wǔ)器投放、自动进场(chǎng)着陆等(děng)功能(néng),需要高精度、高可靠性、高抗干扰性能,因此多种导航技术结合的 “惯(guàn)性 + 多传(chuán)感器 +GPS+ 光电导(dǎo)航系统” 将是未来发展的(de)方向。
3、动力系统(tǒng) - 涡轮有(yǒu)望逐步取代活塞,新能源发(fā)动机提升续航能力
不同(tóng)用途的(de)无人机对(duì)动力装(zhuāng)置(zhì)的要求(qiú)不同,但都希望发(fā)动机体积小、成本低、工(gōng)作可靠:1)无人机目前广泛采用的(de)动力装置为活(huó)塞式发(fā)动(dòng)机,但活(huó)塞式(shì)只适用于低速低空小(xiǎo)型无人(rén)机;2)对于(yú)一次性(xìng)使(shǐ)用的靶机、自杀式无(wú)人机或导弹,要求(qiú)推重比高但寿(shòu)命(mìng)可以短(duǎn)(1-2h),一(yī)般使(shǐ)用涡喷式发动机;3)低空无人直升机一般使用(yòng)涡(wō)轴发(fā)动机,高空(kōng)长航时的大型无人机一般使用涡(wō)扇发动机(美(měi)国全球(qiú)鹰重(chóng)达 12t);4)消费级微型无人机(多(duō)旋翼)一般(bān)使用电池驱(qū)动的电动机,起飞质量(liàng)不到 100 克、续航时间小于一(yī)小时。
随着涡轮发动机推重(chóng)比、寿命(mìng)不(bú)断提(tí)高(gāo)、油耗降低,涡轮将取代活塞成为无人机(jī)的主力(lì)动力机型(xíng),太阳能、氢能等新能源电动机也(yě)有望(wàng)为小型无人机提供更持久的生存力(lì)。
4、数据(jù)链是 “放风(fēng)筝的线” – 从独立专用系(xì)统向全球信息格栅(GIG)过渡
数据链传(chuán)输系统是无人机的重要技术组成,负责完成对无人(rén)机遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输,上行数据(jù)链实现(xiàn)对无(wú)人机遥控(kòng)、下行数据链执(zhí)行遥测、数(shù)据(jù)传输(shū)功(gōng)能。普通无(wú)人(rén)机大多采用定制视距数(shù)据(jù)链,而中(zhōng)高空、长航时无人(rén)机则都会(huì)采用视距和超视距卫(wèi)通数据链。
现(xiàn)代数据链技术的发展推动者无(wú)人机(jī)数据链(liàn)向着(zhe)高速(sù)、宽带、保(bǎo)密、抗干(gàn)扰的(de)方向(xiàng)发展,无人(rén)机实(shí)用化能力将越来越强(qiáng)。往前(qián)看,随(suí)着机(jī)载传感器、定位的精细程度(dù)和执行任务的复杂程度不断(duàn)上升,对数据链的(de)贷款提出了很强的要求,未来随着机(jī)载高速处理器的突飞猛进,预(yù)计几年(nián)后现有射频数据链(liàn)的传(chuán)输速率(lǜ)将翻倍,未来(lái)在全天候(hòu)要求低的领域可能还将出现激光通讯方式。
从(cóng)美国制定(dìng)的(de)无人机通信网络(luò)发展战略上看,数据(jù)链系统从(cóng)最初(chū) IP 化的传(chuán)输、多机互连网(wǎng)络,正在向卫星网络转(zhuǎn)换传输,以及最(zuì)终(zhōng)的完全全球信息格栅(GIG)配(pèi)置过渡(dù),为授(shòu)权用户提供无缝全球信息(xī)资源交互能力,既(jì)支持(chí)固定用户(hù)、又支持移动用户。
三(sān)、无人(rén)机发展缘(yuán)起
1、军用技术溢出,成本下降引爆民用市场
战争是无(wú)人机发展的头号牵引力,20 世纪(jì)末经历三大技术发展浪潮
毫无疑问,无人机发展的(de)初期是为了纯粹的军(jun1)事用途:一(yī)战时期(qī)英国研(yán)制的(de)世界(jiè)第一款(kuǎn)无人机被定义为(wéi) “会飞的炸弹”,二战时期德军(jun1)已(yǐ)经开(kāi)始大量应用(yòng)无人驾驶轰(hōng)炸机参战;二战后(hòu)无(wú)人机研发的(de)中心出现在美国和以色列,用途延伸至战地侦察和(hé)情报搜(sōu)集,无人机(jī)被派往朝鲜、越南和(hé)海(hǎi)湾战场协助美军(jun1)和以色列军队(duì)作战。正是由于无人机在(zài)侦查(chá)方(fāng)面低成(chéng)本、控制灵活(huó)、持(chí)续时间长的天然优势,各国军(jun1)队相继投入大量(liàng)经费研发无人机系(xì)统。
无人机(jī)技术在 20 世纪末经历了(le)三次发展浪潮(cháo)、真(zhēn)正进入了第一(yī)个 “黄(huáng)金时代”:1)1990年 后,全球共有 30 多个国(guó)家(jiā)装备(bèi)了师级(大型)战术无人机系统,代表机(jī)型(xíng)有美国 “猎人”、“先驱者”,以色列 “侦察兵”、“先(xiān)锋(fēng)” 等;2)1993年 后,中高(gāo)空长航时军用无(wú)人(rén)机得到(dào)迅速发展,以美国 “蒂尔” 无人机发展计划为代表(biǎo),在波黑战争中大放异(yì)彩;3)20 世(shì)纪末,旅团级(中小型)固定翼(yì)和旋(xuán)翼战术无人机系统(tǒng)出现,其体积小(xiǎo)、价格更(gèng)低(dī)、机(jī)动性好,标志着无人(rén)机进入大规模应用时代。
早期的航空技术(shù)解决(jué)的是无人机能够飞行的问题(tí),而 20 世纪 80年 代(dài)以(yǐ)来现代技术的(de)发展为无人机更高的飞行性能、更好(hǎo)的可靠性提供了条件,其中:1)智能化:自主飞控技(jì)术、急剧攀升的计算机处理能力(lì)推动(dòng)无人机向智能(néng)化发展(zhǎn),真正成(chéng)为 “会思考” 的空中机器(qì)人;2)高(gāo)速带宽:高速宽带(dài)网数(shù)据链实现(xiàn)无(wú)人机组网和互(hù)相连通,无人机(jī)编组、空地装备联合(hé)成为可能(néng);3)更轻的材料(liào)和(hé)传感器:材料(liào)科学和微机电技术进(jìn)一(yī)步减轻无人(rén)机平台(tái)重量、提(tí)高精确度;4)更强的(de)续航能力(lì):电池续航能力的(de)大幅上升(shēng),以及新能源技(jì)术赋予无(wú)人机更长的飞行(háng)时间(jiān)。
2、 技术向民用外溢,无人机产业(yè)化进入普及(jí)时代
由(yóu)于(yú)军用无人机在3D(DULL,DIRTY,DANGEROUS) 环境下执行任(rèn)务(wù)的(de)显(xiǎn)著(zhe)优(yōu)势以及(jí)灵(líng)活机(jī)动的特性,民用各行各业对无人机的应(yīng)用也(yě)翘首以盼。但相比军用无人机近百(bǎi)年的发展历史,民用无人机在(zài)上(shàng)世(shì)纪(jì) 80年(nián)代(dài)军用无(wú)人机的现代系统得(dé)到(dào)大发展的基础(chǔ)上才开始尝试(shì)应(yīng)用(yòng),各领域全(quán)面开(kāi)花(huā)应用只有 10 余年时(shí)间。
日本的民用无人机开发较早(zǎo):早在 1983年(nián) 雅马(mǎ)哈公司采用(yòng)摩托车发动机,开(kāi)发了一种用于喷洒农(nóng)药的无(wú)人直升机(jī),1989年 其成为实(shí)际首架成功用于试飞的无人直升机,2002年CERP 公司及发明一款 JAXA 多用(yòng)途民用(yòng)无人机;2003年 开始,耗时 3年,岐阜(fù)工业协会先后开(kāi)发了 4 代无人机产品,主(zhǔ)要应用于森林防(fáng)火、地震灾害评估等领域;
美国(guó) NASA 牵头成立世界级无人机应用中心:2003年 美国 NASA 成(chéng)立(lì)世界级的无人机应用中心,专门研(yán)究(jiū)装有高分辨率相机(jī)传感器无人机(jī)的商业(yè)应用。
近年美国国(guó)家海洋(yáng)和大气管理局用无人(rén)机(jī)追踪热带风暴有关数据,借此(cǐ)完善飓风预警模型。2007 年森林大(dà)火肆虐时,美国宇航局(jú)使用 “伊(yī)哈纳”(Ikhana)的无人机来评估大火的严重程度,以(yǐ)及灾害(hài)的(de)损失估算工作。2011年 墨西哥湾钻井平(píng)台爆炸后艾(ài)伦实验室公司的(de)无人机协(xié)助溢(yì)油监测和溢油处理(lǐ)等。
以色列也专门组建了一个民用无人机及其工作模式的(de)试验委员会,2008年 给予 “苍鹭 “无人机非军事任务(wù)执行(háng)证书(shū),并与有关部门(mén)合(hé)作展开多种民用(yòng)任务的试验飞行。。
欧洲在 2006年 制定并即刻实(shí)施的 “民用(yòng)无(wú)人机发展路线图”,之(zhī)后欧盟拟筹够一个泛(fàn)欧民用无(wú)人机协调组(zǔ)织,为(wéi)解决最(zuì)关键(jiàn)的空中安全和适航问题提供帮(bāng)助。
中国(guó)起步早,近年发展较快:中(zhōng)国上世(shì)纪 80年 代,就将自行开发的无人机(jī)(脱胎于军用(yòng)机型)在地(dì)图测绘(huì)和地质(zhì)勘探中做了尝试。近些(xiē)年,专为(wéi)民用研(yán)制额” 黔中 “1号无人机与 2010年 顺利首飞,2011 你那(nà)国产” 蜜蜂(fēng) “28 无人机,可全自主起(qǐ)飞、着陆(lù)、悬停和航路(lù)规划,能应用(yòng)农业喷洒、电力(lì)巡检、防灾应急(jí)、航拍测绘、中继通(tōng)信等。
对于民(mín)用领(lǐng)域,无人(rén)机仅仅是一(yī)个飞行平台,其(qí)功能归根到底(dǐ)要通过机(jī)载系统中的任(rèn)务载荷设(shè)备来完成。
和 To B 端(duān)各行各业(yè)无人机领域快速发展相比(bǐ),近两年To C 消(xiāo)费端航拍、娱乐(lè)等市场,受益于无人(rén)机各方面(miàn)技术的成熟和成本的大幅下降,可谓是爆(bào)发式发展(zhǎn)。深圳大疆成立于 06年,10年 仅几百万收入,13年 高达 8 亿元(yuán),14年 近 30 亿元(yuán)。
3、硬件产业链成熟、成本下降为民用&消费无人(rén)机爆发(fā)创造条件
近十(shí)年民用和消(xiāo)费级无人机市场的(de)兴起(qǐ),和(hé)硬件产(chǎn)业链的成熟、成本曲线不断下降密不可(kě)分(fèn):随着移(yí)动(dòng)终端的兴起,芯片(piàn)、电池、惯性传感器(qì)、通讯芯片等(děng)产业链迅速成熟(shú),成本(běn)下降,使智能(néng)化(huà)进程得以迅速向更加小型化、低(dī)功耗的(de)设备迈进。这也给(gěi)无人机整(zhěng)体硬件的迅速(sù)创新和成本下降创造了良好(hǎo)条件:
芯(xīn)片——目前(qián)一个高性能 FPGA 芯(xīn)片就可以在无人机上实现(xiàn)双(shuāng) CPU 的功能,以满足导航传(chuán)感器的(de)信息融合,实(shí)现(xiàn)无人飞(fēi)行器的最优控制。
惯(guàn)性(xìng)传感器——伴(bàn)随着苹果在(zài) iphoness 上(shàng)大量应用加速计、陀螺仪、地磁(cí)传感器等,MEMS 惯性传(chuán)感(gǎn)器从 2011年 开始大(dà)规模兴起,6 轴、9 轴的(de)惯性传感器也逐渐取代了单个传感器(qì),成本和(hé)功耗进一步降低,成本仅在几(jǐ)美元(yuán)。另外 GPS 芯片仅重 0.3 克,价格(gé)不到 5 美元。
Wifi 等无(wú)线(xiàn)通信——Wifi 等(děng)通信芯片(piàn)用于控制和传(chuán)输图(tú)像(xiàng)信息,通信传输速度和质(zhì)量已经可以充(chōng)分满足几百(bǎi)米的传输需求。
电(diàn)池——电池能量密(mì)度不断增加,使(shǐ)得(dé)无(wú)人机在保持较轻的重量下,续航时间(jiān)能有 25-30 分钟,达到可以满(mǎn)足一些基(jī)本应用的(de)程度,此外,太阳能电池技术使(shǐ)得高海拔无人机可持续飞行一周甚至更长时间。
相机等(děng)——近年来移动终(zhōng)端同样促进(jìn)了(le)锂电池、高像素摄像头(tóu)性能(néng)的急剧提(tí)升(shēng)和成(chéng)本下降(jiàng)。
4、飞控系统开源,无人机飞入寻常百(bǎi)姓家(jiā)
如果说硬(yìng)件(jiàn)成本(běn)下降(jiàng)解决(jué)了(le)无(wú)人机 “身体(tǐ)” 的(de)问题,近年来飞控(kòng)系统开源化的趋势(shì)解(jiě)决了无人机 “大脑” 的(de)问题,从(cóng)此无人机不(bú)再是(shì)军用和(hé)科研机构的专利(lì),全世界的(de)商(shāng)业企(qǐ)业和发烧(shāo)友都加(jiā)入了无人机(jī)系统设计的大潮(cháo)中,是引爆(bào)民(mín)用和消(xiāo)费无人机市场的 “爆点”。
德(dé)国 MK 公司是多(duō)旋(xuán)翼无人机系统(tǒng)开(kāi)源的鼻祖,其后 2011年 美国 APM 公司开放无(wú)人机设计平台(tái)彻底点燃(rán)了市场对无(wú)人机(jī)系统开发的热(rè)情,2012年 以后民用和消费无人机进入了加速上行的通道。
至(zhì)今,国际无人机行(háng)业已经形成了 APM(用户最多)、德(dé)国 MK(最早的开(kāi)源系统)、Paparazzi(稳定性高(gāo)、扩展性强)、PX4 和(hé) MWC(兼(jiān)容(róng)性强)等(děng)五大无人机开源平(píng)台。
以 PPZ(Paparazzi)为例,始于 2003年 的 PPZ 是一(yī)个软硬件全开(kāi)源的系(xì)统,至今(jīn)已经形成了不(bú)仅覆盖传感器(qì)、GPS、自动驾(jià)驶软件,同时(shí)覆盖地面(miàn)设备的全(quán)套成熟解决方案,既可以驱动固定翼(yì)飞机、也可以驱动旋(xuán)翼机(jī),并且可以通过地面控制软件实时(shí)监控飞(fēi)机飞行(háng)的卫星地图(tú)。可以说,强大的(de)开源飞控系统已经使得(dé)无(wú)人(rén)机全面进入 “用户友(yǒu)好” 时代。
2014年10月,著名计算机开源系统(tǒng)公司 Linux 推出(chū)了名为 “Dronecode” 的(de)无(wú)人机开(kāi)源系(xì)统合作项(xiàng)目,将 3D Robotics、英特尔、高(gāo)通、百度等(děng)科(kē)技巨头纳(nà)入项目组(zǔ),旨在为为无人机开(kāi)发者提供(gòng)所(suǒ)需要的(de)资源(yuán)、工具和技术支(zhī)持,加快无人机和机器人领域的发展(zhǎn)。根(gēn)据 Teal 航空市场调研公司(sī)的报告(gào),Dronecode 项(xiàng)目(mù)使未(wèi)来十年世(shì)界无(wú)人(rén)机研发、测试和评估等活(huó)动的总值达到 910 亿美元(yuán)。 Dronecode 开(kāi)发界面囊(náng)括了无人(rén)越野车、无人固定翼飞机、无人直升机和(hé)各种多轴旋翼无(wú)人机等(děng),吸(xī)收了 APM、PX4 等多(duō)个平台(tái),进一步(bù)推动了(le)系统开发的(de)可视化和友(yǒu)好化。
5、 无(wú)人机相(xiàng)关政策: 各国(guó)政(zhèng)策都处于持续完善中
中(zhōng)国无人机相关政策: 走出了规(guī)范化的第一步
总的来说,2009年(nián) 前,无(wú)人机(jī)处于无监管的空白状态。2009年 以后至今(jīn),开始进入持(chí)证飞(fēi)行阶段,但(dàn)是法律法规和监管执(zhí)行尚未(wèi)完(wán)善和正规(guī)化,实际申请操(cāo)作上模糊不清。
美国无人(rén)机(jī)相关政策: 商(shāng)业无(wú)人机草案终出
经(jīng)历了长(zhǎng)时间的等待,数次延期,2015年2月15日,美(měi)国联邦航空管理(lǐ)局终于公(gōng)布了期盼已久的无人(rén)机商转管理(lǐ)办法草案。这项新(xīn)规打破(pò)了之前全面禁飞的(de)局面,但是还有待最终定案。
这份规(guī)则主要适(shì)用于重量 25 千克以下的(de)无人机,主要限定包(bāo)括:
(1)飞行时(shí)间(jiān),高速,速度(dù),搭载(zǎi)限制:它限定无人机只能在(zài)白天飞行,且全程都必须保持在操(cāo)作(zuò)人员(yuán)的视(shì)线范围内(nèi),飞行高度不(bú)得超过 150 米,时速不得(dé)超过 160 公里。不得从人头顶上飞过,不得从无(wú)人机上扔东西,机(jī)体外侧不(bú)得搭挂包裹。
(2)飞(fēi)行(háng)路线地点限制(zhì):无人机都必须避开(kāi)飞机飞(fēi)行路(lù)线和飞行限制区,必须(xū)严格遵守相关(guān)临(lín)时限飞令。无(wú)人飞机应避开人驾驶(shǐ)的飞(fēi)机机场至少八公里。无人飞机飞(fēi)行时,应始终维持于无线电操作者视界以内。
(3)驾驶员资格要求:无人机操(cāo)作人员至少(shǎo)满 17 岁,需考取美(měi)国联邦(bāng)航(háng)空局无人机(jī)操作人员资格证书,并且通过 TSA (美国运输安全(quán)管理局) 的审(shěn)查要(yào)求。
(4)另外,关于(yú)爱(ài)好者(zhě)的(de)模型无(wú)人机,则(zé)仍然跟之前一样(yàng)不(bú)受限制(zhì),只(zhī)要不妨碍空中交通。
英国无人机政策:世界无(wú)人机法规领航者
CAP 722 是英国民航局(jú)在英国领空(kōng)内对无(wú)人机(jī)使(shǐ)用的指导准则(zé), 第四(sì)版的 CAP 722 发布于(yú) 2010年(nián)4月 已适应空(kōng)中导(dǎo)航法 2009 的推出。所有关于无(wú)人机的(de)法规现在都收在空中导(dǎo)航法 2009 中. 在那之前,CAP 722 是行业(yè)的参考标准,并被全世界所模仿学习与实施。这份文件强调了在英国操作(zuò)无人机前需要注意的(de)适航性和操作标准方面(miàn)的安全要求。最新版的 cap 722 发布(bù)于 2012年8月,并且对民用无人机实施相当(dāng)程度(dù)的开(kāi)放政(zhèng)策。英国民航局是(shì)无人(rén)机法规领域的领(lǐng)航者。
欧洲法规 2008 第 216号(hào)监(jiān)管着所有整机重量超过 150 公斤的无人机.无人机的设计和生产也必须和常规(guī)飞机一样遵(zūn)循相关的认证规范(fàn) (该规(guī)范由 EuroUSC 公司主导(dǎo),该公司获(huò)得民航局的授权实施(shī)轻型无(wú)人机计划),并且必须获得适航认证或准飞许(xǔ)可. 在英国,整机重量在 20 公斤到 150 公斤的无(wú)人机(jī)需要(yào)具有英国法律下的(de)适航性资质.如果飞行器在(zài)半径 500 米和(hé)低(dī)于 400 英尺(chǐ)的范围或者在隔离的(de)飞(fēi)行区(qū)域内,并且无(wú)人机和该飞行(háng)有一定的(de)适航性(xìng)保证,英国民航局(jú)可以豁免适航性认证的需求(qiú).英国民航局也会在自(zì)己调(diào)查和被推荐的(de)基础上颁发豁免权,当前仅(jǐn)有一家(jiā)组织获得了此项许可. 整(zhěng)机重量(liàng) 20 公斤以下的(de)无人机并(bìng)不需要遵从很多(duō)主要政策要求,但是领航法第 98号文(wén)中设(shè)立了一些条件(jiàn)。这些条件包括禁止(zhǐ)在管制(zhì)区(qū)域或者飞(fēi)机场附近飞行,除非(fēi)获得空管局(jú)的许可,最(zuì)大高度(dù) 400 英尺和禁止在(zài)没(méi)有英国(guó)民航(háng)局特(tè)别(bié)许可的情(qíng)况(kuàng)下高空(kōng)作(zuò)业。
当前英国航空法中(zhōng)操控无(wú)人(rén)机并不需要认证飞行员执(zhí)照.但是英国民(mín)航局要求所有潜在(zài)无人机操控(kòng)者(zhě)都掌握飞(fēi)行资(zī)质(zhì)。飞行资质可以通过(guò)完成指定课程获得(dé),并有(yǒu)四家认(rèn)证机构运营着培训(xùn)与考试。
四、无人机全球市场
1、民用无人机:下游需(xū)求广(guǎng)泛,进(jìn)入快速发展期(qī)
民(mín)用(yòng)无人(rén)机下游需求非常广泛,包括(kuò)农业、电力石油、检灾、林业、气象、国土资源、警用、海洋水利、测绘、城市规划等(děng)多个行业。近(jìn)年来无人机在民用(yòng)市场的应用(yòng)受到越来越多(duō)的关(guān)注,如(rú)农林植保(bǎo)和(hé)电力(lì)巡线两个领域,无人机需求(qiú)较为迫切,且(qiě)具备较大的市场(chǎng)规模。我(wǒ)们认为其它(tā)行业的潜在(zài)需(xū)求也将逐(zhú)步显现,我国民用无人机市场空间(jiān)巨(jù)大,将进入快速发展期(qī)。
农业植保:民用无人机(jī)最大市场,农(nóng)业(yè)植保市场规(guī)模超(chāo)百亿
日(rì)本植保(bǎo)无人(rén)机(jī)已经使(shǐ)用 20 多年,目前每(měi)年(nián)更新量约为 3000 架。我们(men)按照(zhào)中日年(nián) 农药(yào)使用量进行测算,中(zhōng)国如果达(dá)到(dào)日本目前植保无(wú)人机的普及率和使用频次,年更新量(liàng)约为(wéi) 30,000 架,植保无人(rén)机价格按 50 万元(yuán) / 架测算(suàn),年市场规模可(kě)达 150 亿元。
电力巡检:政策有望出台(tái),市场规模超十亿
2009年1月(yuè),国(guó)家电网公司正式(shì)立项研制无人(rén)直升机巡检(jiǎn)系统(tǒng)。
2013年3月(yuè),国家(jiā)电网公司出台《国家电网公司(sī)输电线路直升机、无人机和(hé)人工(gōng)协同巡(xún)检模式试点工作方案》。方案指出,建立直升机、无人机和人(rén)工巡检相互协同的新型巡检模式是坚强智能(néng)电(diàn)网(wǎng)发展的迫切需要,目(mù)前公司系统直升机巡检作业正在逐(zhú)步向(xiàng)规范化、制度化方向发展,为此公司(sī)选定山东、冀北、山西、湖北、四川、重庆、浙江、福(fú)建、辽宁(níng)、青(qīng)海十个检修公司作为试点单位,利(lì)用 2-3 年时间开展开展新型巡检模式试点工作(zuò)。到 2015 年,国网(wǎng)公司系(xì)统将(jiāng)全面推广直升机、无人机(jī)和人工巡(xún)检相(xiàng)互协同的输电线路新型巡检模(mó)式。
2014年6月,中国电力企业联合(hé)会(huì)标准化中心(xīn)对外发布名为《架空输电线路无人机巡检作业技术导则(zé)》的电力行业(yè)标准草(cǎo)案,公开征求意见。我们预计电力联合会(huì)的无(wú)人机行业标准在今年有望(wàng)正(zhèng)式(shì)出台。
我国 110kV 以上高压输电线约为 52 公里,按每年(nián)巡(xún)检(jiǎn)次数 30 次测算,则每年总巡检长度约为 1,560 万公里。无人机每小时巡检 20 公里,单机年飞(fēi)行(háng)时间(jiān)按 150 小(xiǎo)时(shí)计(jì)算,全国需要 5,200 架。按每架(jià) 20 万人民币计(jì)算,则年市(shì)场空(kōng)间(jiān)约 10.4 亿元。
森林(lín)防(fáng)火:需(xū)求(qiú)迫切,尚处初(chū)始阶段
我国拥有(yǒu)森(sēn)林面积 1.75 亿公顷,森林(lín)蓄积量为 124.56 亿立方米,森(sēn)林覆盖(gài)率为 18.21%,既是森(sēn)林资源(yuán)大国,又是森林火灾多发国家。
目前,国外森林防火中应(yīng)用了较多的新技术和(hé)新设备,国(guó)内在(zài)此方面的应(yīng)用(yòng)需(xū)求也日益增(zēng)加(jiā),对森林(lín)保护的投入逐渐加大,先后运(yùn)用卫(wèi)星(xīng)进行资源普查(chá)、森林火场监(jiān)视(shì),而使用无人机(jī)系统对(duì)森林(lín)火情(qíng)监测还是初始阶段。
检灾:国情需要(yào),空间广阔
2008年(nián) 汶川地震引(yǐn)发(fā)了大量崩塌、滑坡、泥石流(liú)、堰塞(sāi)湖(hú)等(děng)次生地(dì)质灾害,引起灾(zāi)区大部分国道、省道、乡村道路(lù)严重破坏,给救灾(zāi)工(gōng)作造成难(nán)于想(xiǎng)象的困难(nán)。由于天气因(yīn)素的(de)影响,卫(wèi)星遥感(gǎn)系统或载人航空遥感系统难以及时获取灾区的实时地面影像。 地震发生后,多种(zhǒng)型(xíng)号的无人机航(háng)空遥感系统迅速进入灾(zāi)区,在灾情调查、滑坡动(dòng)态监(jiān)测、房屋与道(dào)路损害情况(kuàng)评估、救灾效果评价、灾(zāi)区恢(huī)复重建等方(fāng)面得到广泛使用,取(qǔ)得(dé)了很好的效果,起到了其他手段无法替(tì)代的(de)作用。无人机(jī)航空遥感系统第一次大规模用(yòng)于应急(jí)救(jiù)灾(zāi)就取得了成功。
2013年 雅安地(dì)震搜救过程中,国家地震灾(zāi)害紧急救援队使用旋翼无人机对灾区地形地貌、受损情况进行空中排(pái)查,为国家(jiā)地(dì)震灾害紧急救援队的搜(sōu)救(jiù)工作提供了参考和依据(jù)。该无(wú)人机由国家地震灾害紧急救(jiù)援队(duì)与中(zhōng)国科(kē)学院沈阳(yáng)自动化研究所联合研制,并在(zài)地(dì)震搜(sōu)救过程中应用,探测精度达(dá)到 0.1 米,可在 200 米低空连续飞行(háng) 100 公里(lǐ)。
我国自(zì)然灾害发生频繁,每年(nián)灾害造成的损(sǔn)失巨大。灾害发生时,为了提(tí)高救灾效率和质量(liàng),必须(xū)提(tí)供及时(shí)准确的灾害(hài)信息。常规灾害监测方法周(zhōu)期长(zhǎng),成本高,难于满足救灾应急的需要(yào)。无人机航空遥(yáo)感(gǎn)系统作为卫星遥(yáo)感和载人航空遥感的补充手段,具(jù)有实时性强、灵活方便、外(wài)界环境影(yǐng)响小、成本低的优点,其(qí)在(zài)灾害应急救援方面具有广(guǎng)阔(kuò)的发展空间和应用前景(jǐng)。
2、消(xiāo)费(fèi)级无人机市场(chǎng)迅速升温
今年(nián)全球无人机市场迎(yíng)来(lái)广泛关注,大疆创新产(chǎn)品走向前台,国内极飞科技、零度智控、云南昆(kūn)明劲鹰航空科技(jì)以及国外 3D Robotics 等无人机(jī)公(gōng)司产品和融资动作不(bú)断,2015年 可以说是(shì)消费级无人机元年。
大疆创新是全(quán)球领(lǐng)先的小(xiǎo)型无人(rén)机厂商,占据了全(quán)球(qiú)民用小(xiǎo)型无人(rén)机约 50%的市场份额(é),公(gōng)司 80%的产品都是销往国外。被硅谷(gǔ)认为能与苹果(guǒ)比较的(de)隐形的世界级无人(rén)机公司。公司成立(lì)于 2006年,最初从安(ān)装在无人(rén)机上的控制(zhì)器(qì)切(qiē)入,进而发现无人(rén)飞行器航(háng)拍的(de)市(shì)场(chǎng)接入点,转(zhuǎn)做整机(jī)和稳(wěn)定(dìng)的飞行平台(tái),以及高清(qīng)数字视屏传输模块,再到(dào)如今致力于提供完整(zhěng)飞行影像策略。短短几年间成(chéng)长上千倍(bèi),2013年 收入规(guī)模达到 8 亿元,被美国《时代(dài)》杂志评为(wéi) 2014年 度十大(dà)创新(xīn)工具全球第(dì)三。
大疆的 DJI 无(wú)人机被广泛运(yùn)用于航拍,并且很受(shòu)专业及业余级摄影师们的喜(xǐ)欢。其产品线涵盖中端(duān)价位的 Phantom (大(dà)精灵)以及高端市场绝(jué)对王(wáng)者的 Inspire (“悟”)系列(liè)。包括热播电视节目《爸爸,去(qù)哪儿》中(zhōng),以及(jí)神(shén)盾局特工、国土安(ān)全等热门(mén)美剧中的航(háng)拍镜头。同时(shí)也被用户用来全景扫描里约(yuē)热内卢基督像、贴(tiē)近拍摄(shè)鲸鱼(yú)换气,飞跃喷发中的伊苏(sū)尔火山等。
除了(le)大疆(jiāng)创新外,近年来国内(nèi)外科(kē)技公司对无人机关注(zhù)热度也迅速升温,无人机不仅仅是航拍的 “玩具”,更是(shì)颠覆未来的机器(qì)人:亚马逊的(de) Prime Air 人机物流(liú)计划已进(jìn)入(rù)第(dì) 9 代的研发(fā);Google 收购无(wú)人机公司 TitanAerospace 提供网络(luò)覆盖;Facebook 也以 2000 万美元收购英国无人机公司 Ascenta;3D Robotics 无人机已(yǐ)获由其领投(tóu)的 5 千万美金投资;Matternet 建造无(wú)人机网络向(xiàng)全球的偏远(yuǎn)农村运送食品和(hé)医疗(liáo)用品(pǐn)。
国内无人(rén)机市场(chǎng)也逐渐(jiàn)兴(xìng)起,诞生(shēng)出类似大疆科技、零度智控、极(jí)飞科技、一电科技、亿航无(wú)人机、天翔无人机、昆明劲鹰等。
目前无人机主要应用于(yú)航拍等各行业应用(yòng),包括边防(fáng)、农业等,比如(rú)昆明(míng)劲鹰无人机专业从事航测无人机设(shè)备的设计、生产、销售(shòu)和(hé)航(háng)测航(háng)拍服(fú)务(wù),是中(zhōng)国技术顶尖的航测航拍无人机设计制造及航飞服(fú)务商,开(kāi)发研(yán)制出劲鹰(yīng)1型汽油航测(cè)航(háng)拍无人机、劲鹰2型垂直起飞固定翼无人机、劲鹰3型可垂直(zhí)起飞悬停固定翼无(wú)人机、劲鹰650航拍专用(yòng)飞行器、劲鹰1000型八轴航拍航测无人机、劲(jìn)鹰1600大型载(zǎi)重(chóng)旋翼飞行平台和劲(jìn)鹰S1型(xíng)汽油航测航拍水上无(wú)人机等多种型号的无人机,并成功到非洲飞行(háng)完成航测(cè)任务,拥有(yǒu)为(wéi)民用、商用(yòng)航(háng)空领域提(tí)供(gòng)优(yōu)质服务(wù)的(de)能(néng)力和实(shí)力(lì)。
Google 热气(qì)球(qiú) Project Loon,准备(bèi)在全(quán)球打造一个平流层气球网络,然后又收购了 Titan Aerospace,以(yǐ)提(tí)供太阳能动力的无人机(jī),这两个都可(kě)以随时随地(dì)提供低成本的、覆(fù)盖整个星球的互联网接入。
NASA 也在开(kāi)发无人机 “低空交通管理系统”,有望(wàng)在 2015 年用于(yú)农业。无人机生产商 Skycatch,主要做建造业、矿业、太阳能行(háng)业以及农(nóng)业的数据(jù)采集,此前已经获得了 1320 万美元融资(zī)。其他创新应用(yòng)包括蜜(mì)蜂大小的无人机对(duì)花朵进行授粉等等。
GoPro 去年也加(jiā)入了(le) “小型无(wú)人(rén)机联盟”,并已(yǐ)经为多款无人机(jī)推出(chū)了视频摄像设备,GoPro 也(yě)宣布将进入消费级无人机领域,并预(yù)计今年正式(shì)推出第(dì)一(yī)款(kuǎn)多(duō)马(mǎ)达驱(qū)动无人(rén)机,定(dìng)价将于 500 到(dào) 1000 美元之间。大疆也宣(xuān)布(bù)将(jiāng)在未来无人机(jī)产(chǎn)品上采(cǎi)用(yòng)自(zì)主研发生产的摄像头(tóu)。无人机与运动相机的结(jié)合(hé),将是无人机在运动健(jiàn)康(kāng)等(děng)个性化(huà)航拍领(lǐng)域的重要应用,例如 STELLA 推出的(de)专为 GoPro Hero 3 系列相机设计的(de)稳(wěn)定云台。
无人机配合 Oculus Rift 使用,可以获得虚拟(nǐ)现实、增强现(xiàn)实的体(tǐ)验。例如 Parrot 推出(chū)无线控制配件 Skycontroller,用(yòng) HDMI 接口连上 Oculus Rift,能直接操(cāo)控飞行器的(de)飞行,用上(shàng)下左右按键(jiàn),控制飞行器的运(yùn)行轨迹。借助 “连接” 方式,把(bǎ)人的感知带到另一个真(zhēn)实(shí)空间。这(zhè)样的体验或许今后还能应(yīng)用(yòng)在隧道(dào)、峡谷与水下(xià)等场景,探(tàn)险者将不再需要亲历,就能收获刺激(jī)的(de)感官体验。更重要的是,他(tā)不需要耗费人力物力去建(jiàn)模、创建一(yī)个虚拟(nǐ)世界,任何一个(gè)地点都能成(chéng)为新的游乐场。
根据大疆(jiāng)创新去(qù)年约(yuē) 30 亿的营收(shōu)规模以及数千元(yuán)到(dào)数万元的(de)定价,无人机出(chū)货量也就(jiù)几(jǐ)十万台(tái),未来成长空间极大。据 Teal Group 统计,2014年 全球民用无人机市场规模已经达到 28 亿美元,未来 10年(nián) 还将(jiāng)实现(xiàn)前所(suǒ)未有的持续增(zēng)长,市场(chǎng)规模将翻倍以上增(zēng)长。
五(wǔ)、未(wèi)来,无人(rén)机能为我们做些什么?
除了我们已经(jīng)熟知的(de)军事、商用和消费(fèi)功能,能够 “上天入地” 的无人机(jī)未来可能给我们(men)的生活带来无限的惊喜(xǐ)。距离(lí) 300 米(mǐ)的高(gāo)空没(méi)有(yǒu)地面的拥挤和各种限制,未来(lái)无人机不仅能够扮演超(chāo)级(jí)速递员和(hé)超级警(jǐng)察的角色,还能够为地面提供低(dī)成本、机动程度(dù)极高的(de)无(wú)线网(wǎng)络覆盖。把无人机想象(xiàng)成一个 “会飞的传感器”,无人机就成了工业 4.0 的(de)一个空中(zhōng)数据(jù)端口,大至(zhì)地球物理、气象、农业(yè)数(shù)据、小至个人位置(zhì)信息,无人机将引爆一场空中的大数据(jù)革命(mìng)!
1、工(gōng)业 4.0 的空中(zhōng)数据端口!
我们认为,作为一个(gè) “会(huì)飞的传感器”,无人(rén)机(jī)未来在民用(yòng)领(lǐng)域最具想象空间(jiān)的应用可能是作为空中的数据(jù)端口,为(wéi)连接全球的工业(yè) 4.0 “大数(shù)据” 系统提(tí)供更(gèng)精确、更强大(dà)的数据流。
从(cóng)无人机最普通的巡(xún)检功能说起,使用无人机在全国范围内(nèi)来巡视农田(tián),可(kě)以比卫星图像更清晰地观(guān)测到农(nóng)作(zuò)物长势、自然灾害、土壤变化等信息,无人机(jī)通过数据链接入全(quán)球互(hù)联网,可以将收集的数(shù)据实时传输给大宗商品分(fèn)析师(shī),用以判断全球农作物期货市场走势;在未(wèi)来的(de)精准农(nóng)业系(xì)统中,小型无人机可以用来观测作物是否缺(quē)水,将(jiāng)信息反(fǎn)馈给(gěi)灌溉(gài)系统以调节水量。
从个人(rén)信息数据的(de)获取(qǔ)来(lái)说,无人(rén)机可(kě)以(yǐ)模拟 WiFi 热(rè)点,嗅探移(yí)动设(shè)备的 MAC 地址,并根据信号(hào)的强度等对设备进(jìn)行三角定位,搜集的信息汇总起(qǐ)来则可以绘制(zhì)出用(yòng)户(hù)的运动地图,呈现出他通常会(huì)路过的街(jiē)区、商店(diàn)等,进而(ér)有(yǒu)条件地(dì)对用(yòng)户进行筛(shāi)选,比如向 “过其门而不入” 的潜在消费者推送优惠促(cù)销信息。通过(guò)对个人运动轨迹的跟踪,可以(yǐ)更全面地(dì)把握人(rén)群的生活习惯,为(wéi)厂商提供更精确的(de)参考数据。此外(wài),在紧急情况下,也(yě)可以(yǐ)通过定位移动设备来拯救生命。无人机通(tōng)过(guò)受困者手(shǒu)机 Wi-Fi 信(xìn)号来判断受困者(zhě)的位置。
这项技术(shù)和商场、超(chāo)市(shì)中常用的室内移动设备定位(wèi)技术(shù)如 iBeacon 有些许类似的(de)地方,均(jun1)可以在用户经过时(shí)推送促(cù)销信息(xī)等。不同之处在于无人机更加灵活(huó),可以在更加复杂的(de)地理条件下对用(yòng)户(hù)进(jìn)行(háng)定位。
2、科技巨头的下一站:提供灵活机动、低成(chéng)本(běn)的 WIFI 网络接入
在全球有将(jiāng)近四十亿的人口仍未(wèi)接(jiē)通互联网,如何解决互联网接入问题,如 WiFi 的网络部署,已成为人类十大解决难(nán)题之一。而无(wú)人机的能耗较低,但(dàn)飞行时间却较长,可以为更大范围内的用户提供互联网接入服务。同时无人机具有(yǒu)很强的机动性,可以根据某一区域(yù)内的特殊需要来提供互联网接(jiē)入服(fú)务。
Google 收购 Titan,用无人机抢占互联网覆盖市场(chǎng)
在 2014年4月 份收购(gòu)了无(wú)人机公司(sī) Titan Aerospace。Titan Aerospace 成立于 2012 年,其(qí)无人机试(shì)图取代(dài)高成本的近地卫(wèi)星。目前(qián)已经研制成功并开(kāi)始测试无人机 Solara 50 和 60,可以通过太阳(yáng)能补(bǔ)充(chōng)动能,在(zài)近地轨道持续航行五年而不用降落。Solara 无人机 50 米宽,可以承(chéng)载 32kg,速度达到 104km/h,Titan 表示通(tōng)过特殊设备,其(qí)高(gāo)空无人机最高可提供(gòng)每秒高(gāo)达 1 GB 的网络接入服务。
据称在(zài)收购之后,Titan Aerospace 将会(huì)与 Google 的两个项目进行合作,其中之一是通过高空氦气(qì)球提供互(hù)联网服务的 Project Loon,除(chú)此以外,Google 还计划斥资 10 亿美元,用卫星提(tí)供互联(lián)网覆盖。氦气(qì)球、无人机与卫星三管齐下,再加上在(zài)城市推(tuī)进的有线光纤接入 Google Fiber,可见 Google 对互联(lián)网入口的重(chóng)视程度。
不过,有线接(jiē)入是在已有覆盖地区提供(gòng)更(gèng)优(yōu)质的(de)服务,而前(qián)三种无线接入方(fāng)式(shì)主(zhǔ)要解决的是覆盖(gài)问题。但相(xiàng)对而言,无人机技术可能会(huì)比氦气(qì)球(qiú)更有优势(shì),因为 Titan Aerospace 的无人机采用太阳能(néng)提供动力(lì),续航能力可长达(dá)一年,而氦气球的部署成(chéng)本太高,维护难度也相对较(jiào)高(gāo);此(cǐ)外,无人机的其飞行高度既高于商业飞机(jī)的海拔,又低于卫星的高度,使得它可以稳定提供 1Gbps 的高速接入。所以未(wèi)来 Google 的(de)无(wú)人机可能会在小(xiǎo)范围内提供大容量(liàng)服(fú)务,而(ér)卫星则用于保证低速率需求(qiú)地(dì)区的覆(fù)盖。
Facebook 为(wéi)了(le)下一个 10 亿的用(yòng)户(hù),用(yòng)无(wú)人机覆盖偏远地区
Facebook 成(chéng)立了(le) Connectivity Lab(连接实验室),其使命(mìng)就是开发(fā)包括卫星、无人机在(zài)内的各(gè)自互联(lián)网连接技术。Facebook 已经以 2000 万美金收购另一家提(tí)供类似技术(shù)的无人机产商(shāng) Ascenta。Ascenta 的太阳(yáng)能无(wú)人机一次上天可以(yǐ)在 20km 高(gāo)空持续飞行,滞空(kōng)时(shí)间长达 1 个月。Facebook 涉足无人机主要也是为(wéi)了提(tí)供(gòng)网络服务。为偏远地区居民提供可用的网络(luò)服务,以试(shì)图(tú)赢(yíng)取了(le)下一(yī)个 10 亿用户。
3、 会飞的配(pèi)送快(kuài)递员
无人机(jī)送货服务最著名的要数亚(yà)马逊的 Prime Air 无人机物流计划,2013年 底,亚马逊公布了一款叫 Prime Air 的 8 翼无人机,能够运输一件五磅重(chóng)的快(kuài)递(dì)。Amazon 现在(zài)依然致力于购物领域,给与用户无穷(qióng)的选择、最(zuì)低的价格,以(yǐ)及未来将要(yào)实现的即时送达。现在,亚马逊的 Prime Air 已经迭代进入第九代,可(kě)负(fù)重 5 磅(páng)货物,而这(zhè)个重量覆盖了 86%的品类(lèi),同时能够达到超过 50 英里 / 小(xiǎo)时的速度(dù)飞行。已经正式向 FAA 申请更大范围的室外飞行测试(shì)。另外 Google、UPS 等也从 2012-2013年 就开始测试无(wú)人机送货。
随着(zhe)大疆等(děng)几千(qiān)元高(gāo)性能无人(rén)机的(de)推(tuī)出(chū),无人机快递可以大大降低 “最后十公里” 的物(wù)流成本(běn):
能耗每单不到 0.1 元——以载(zǎi)重(chóng)以(yǐ) 2 公(gōng)斤计算,包裹 10km 范围内直接(jiē)硬件(jiàn)成本(主(zhǔ)要是(shì)能耗)不到 0.1 元,每单耗(hào)电 10Ah,不到 40Wh,耗(hào)电约 0.03 元;
无人机摊销成本——以一(yī)个 5000 元的无人机(jī)测算,5年 的运营寿命,加(jiā)上每年20%的维护费,约 6000 元,4 元 / 天,如果每个无人机每天(tiān)完(wán)成 10 次任务,这就(jiù)意味着每个包裹摊(tān)销成本 0.4 元;
合计每单不(bú)到(dào) 0.5 元的成(chéng)本(běn),相比目前的人工物流成本有明显降(jiàng)低(dī),因此从经(jīng)济成本来看,无(wú)人机送货具备明显的经济效益。
无人机物流最困难的是最后的货物(wù)投送阶段,仅知道目的地的 GPS 坐标是远远不够的。目前澳(ào)大(dà)利(lì)亚(yà)克林顿和格兰特的方(fāng)法是在无人机上加装摄像头,并在用户的(de)阳(yáng)台上放一个(gè)大盒子,上有特定标识,无人机通过机(jī)器视觉识别并准确投递到用(yòng)户的阳台上(shàng)。
此(cǐ)外(wài),法规仍然是最(zuì)大阻碍。近期美国联邦航空管理局(FAA)公布无人机(jī)管理的新法草(cǎo)案,
在 FAA 提议的新规(guī)则中,要求无(wú)人机必须在操作(zuò)者视线内。主(zhǔ)要是限(xiàn)制商业无人(rén)机用于摄影、勘察(chá)线路、搜救(jiù)以及监控(kòng)作(zuò)物等,对于无人(rén)机物(wù)流服务不利。
4、个人安(ān)全(quán)的空中守护者
无人机已具备物流送货、监测信息、航空拍摄等各种功能(néng),那么能够记录我们日(rì)常生活的无(wú)人机的诞生是否也指日(rì)可待了呢?或许在不久的(de)将来就(jiù)能够成(chéng)为现实,位(wèi)于(yú)上海的 AirMind 公司开发出(chū)的 “Mind4” 四旋(xuán)翼无人机被(bèi)授予了 “跟踪(zōng)者无人机” 的称号,因为它具有跟踪(zōng)某一指定人物(wù)或目标并对其进行拍摄的功能。
‘Mind4’ 的设计理念是为了记录我们(men)的(de)生活,甚至是记录非人类生物。“Mind4” 配(pèi)备的摄像(xiàng)头能够覆盖到距离指定物体(tǐ) 20 米以外的地方。凭借其自(zì)动导航功能,“Mind4” 跟踪选定目标时的(de)最(zuì)大高度(dù)可达 20 米,最(zuì)远身后距离可达 50 米。而且还能(néng)通过(guò)手势对其进行(háng)控制。
配备有内置摄(shè)像头的四旋翼无人机如今已(yǐ)经广泛普及(jí),但大部分无(wú)人(rén)机仍需要对其进行(háng)远程遥控(kòng)。基于 GPS 的追踪技(jì)术(shù)无(wú)法确(què)保物(wù)体所处方位(wèi)(即摄像头指向的位置)的精确性(xìng),原(yuán)因在于民用 GPS 通常情况下都不精(jīng)确(què)。
考虑到这些年来民用无人机产品的快速发展(zhǎn),像 “Mind4” 这类产品的(de)诞生也许已经(jīng)不足为奇了。未来更(gèng)加(jiā)成熟的可跟踪(zōng)记录指定目标的(de)无(wú)人机可对个人(rén)安全实现全面的监测和保(bǎo)护。试想一(yī)下:未来你的孩子(zǐ)上学或玩耍时,会有一支无人机舰队随时跟踪扫描危险,保护他的安全(quán)。来源:无人机(jī)科普
图示:劲鹰(yīng)1型汽油航(háng)测航拍无(wú)人机

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