無(wú)人機(jī)全稱(chēng)“無(wú)人駕駛飛行器”,(Unmanned Aerial Vehicle)英文縮寫(xiě)為“UAV”,是利用無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。它涉及傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、智能控制技術(shù)以及航空動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)等,是信息時(shí)代高技術(shù)含量的產(chǎn)物。無(wú)人機(jī)價(jià)值在于形成空中平臺(tái),結(jié)合其他部件擴(kuò)展應(yīng)用,替代人類(lèi)完成空中作業(yè)。隨著無(wú)人機(jī)研發(fā)技術(shù)逐漸成熟,制造成本大幅降低,無(wú)人機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,除軍事用途外,還包括農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢、警用執(zhí)法、地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林防火以及影視航拍等民用領(lǐng)域,且其適用領(lǐng)域還在迅速拓展。
無(wú)人機(jī)根據(jù)不同場(chǎng)景、平臺(tái)、應(yīng)用方式,可以進(jìn)行不同分類(lèi),例如:應(yīng)用場(chǎng)景、飛行平臺(tái)、控制方式、視距、重量尺度、任務(wù)高度、活動(dòng)半徑等。詳見(jiàn)下圖:
中國(guó)民航總局對(duì)無(wú)人機(jī)按重量1.5KG、7KG、25KG、150KG、5700KG,劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ、Ⅻ六類(lèi)。植保類(lèi)無(wú)人機(jī)歸屬Ⅴ類(lèi),無(wú)人飛艇歸屬Ⅵ類(lèi),超視距無(wú)人機(jī)歸屬Ⅶ類(lèi)。實(shí)際運(yùn)行中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅺ、Ⅻ類(lèi)無(wú)人機(jī)有交叉時(shí),分屬較高要求一類(lèi)。串并行無(wú)人機(jī)編隊(duì),按機(jī)隊(duì)總重量分類(lèi)。
進(jìn)入21世紀(jì),隨著輕型復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用,衛(wèi)星定位系統(tǒng)的成熟,電子與無(wú)線(xiàn)電控制技術(shù)的改進(jìn),尤其是多旋翼無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),整個(gè)無(wú)人機(jī)行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。
無(wú)人機(jī)的飛行平臺(tái)主要分為固定翼無(wú)人機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)、直升無(wú)人機(jī)、其它無(wú)人機(jī)等,各飛行平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)、特點(diǎn)如下:
一、多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)
多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)主要由機(jī)架機(jī)身、動(dòng)力系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、輔助設(shè)備系統(tǒng)五部分組成。
圖:多旋翼無(wú)人機(jī)
A.機(jī)架機(jī)身
無(wú)人機(jī)的機(jī)架機(jī)身指無(wú)人機(jī)的承載平臺(tái),一般選擇高強(qiáng)度輕質(zhì)材料制造,例如:玻纖、玻纖維、ABS、PP、尼龍、改性塑料、改性PC、樹(shù)脂、鋁合金等。無(wú)人機(jī)所有的設(shè)備都是安裝在機(jī)架機(jī)身上面,支架數(shù)量也決定了該無(wú)人機(jī)為幾旋翼無(wú)人機(jī)。優(yōu)秀的無(wú)人機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)可以讓其他各個(gè)元器件安裝合理,堅(jiān)固穩(wěn)定,拆裝方便。
B.動(dòng)力系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng),就是為無(wú)人機(jī)提供飛行動(dòng)力的部件,一般分為油動(dòng)和電動(dòng)兩種。電動(dòng)多旋翼無(wú)人機(jī)是最主流的機(jī)型,動(dòng)力系統(tǒng)由電機(jī)、電調(diào)、電池三部分組成。無(wú)人機(jī)使用的電池一般都是高能量密度的鋰聚合電池,由于一些客觀原因,傳統(tǒng)每300g鋰電池,可以為無(wú)人機(jī)500g(含電池)自重,提供17分鐘飛行時(shí)間。氫燃料電池、太陽(yáng)能電池等受制于現(xiàn)有的技術(shù)水平和成本,暫時(shí)還無(wú)法普及。無(wú)人機(jī)主要在露天作業(yè),對(duì)電機(jī)、電調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高,需要定期進(jìn)行檢查、保養(yǎng)、防水、防潮。
C.飛控系統(tǒng)
飛控系統(tǒng)就是無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng),不管是無(wú)人機(jī)自動(dòng)保持飛行狀態(tài)(如懸停)還是對(duì)無(wú)人機(jī)的人為操作,都需要通過(guò)飛控系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。一些高階的飛控系統(tǒng)除了保證飛機(jī)正常飛行導(dǎo)航功能以外,還有安全冗余、飛行數(shù)據(jù)記錄、飛行參數(shù)調(diào)整和自動(dòng)飛行優(yōu)化等功能。飛控系統(tǒng)是整個(gè)無(wú)人機(jī)的控制核心,主要包括飛行控制、加速計(jì)、氣壓計(jì)、傳感器、陀螺儀、地磁儀、定位芯片、主控芯片等多部件組成。
D.遙控系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)遙控系統(tǒng),主要由遙控器、接收器、解碼器、伺服系統(tǒng)組成。遙控器是操作平臺(tái),接收器接到遙控器信號(hào)進(jìn)行解碼,分離出動(dòng)作信號(hào)傳輸給伺服系統(tǒng),伺服系統(tǒng)則根據(jù)信號(hào)做出相應(yīng)的動(dòng)作。
E.輔助設(shè)備系統(tǒng)
輔助設(shè)備系統(tǒng),主要包括無(wú)人機(jī)外掛平臺(tái)簡(jiǎn)稱(chēng)云臺(tái),外掛輕型相機(jī),無(wú)線(xiàn)圖像傳輸系統(tǒng)。云臺(tái)是安裝在無(wú)人機(jī)上用來(lái)掛載相機(jī)的機(jī)械構(gòu)件,能滿(mǎn)足三個(gè)活動(dòng)自由度:繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn),每個(gè)軸心內(nèi)都安裝有電機(jī),當(dāng)無(wú)人機(jī)傾斜時(shí),會(huì)配合陀螺儀給相應(yīng)的云臺(tái)電機(jī)加強(qiáng)反方向的動(dòng)力,防止相機(jī)跟著無(wú)人機(jī)“傾斜”,從而避免相機(jī)抖動(dòng),云臺(tái)對(duì)于穩(wěn)定航拍來(lái)說(shuō)卻起著非常大的作用。外掛輕型相機(jī),主要為體積重量小巧,高清晰度相機(jī)。無(wú)線(xiàn)圖像傳輸系統(tǒng),在無(wú)人機(jī)航拍時(shí)候,將天空中處于飛行狀態(tài)下無(wú)人機(jī)拍攝的畫(huà)面,實(shí)時(shí)穩(wěn)定的發(fā)射給地面無(wú)線(xiàn)圖傳遙控接收設(shè)備,優(yōu)秀的無(wú)線(xiàn)圖像傳輸系統(tǒng)具備傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸穩(wěn)定、圖像清晰流暢、抗干擾、抗遮擋、低延時(shí)等特性。
二、固定翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)
固定翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)由五部分組成:機(jī)體結(jié)構(gòu)、航電系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、起降系統(tǒng)和地面控制站系統(tǒng)。
機(jī)體結(jié)構(gòu)由可拆卸的模塊化機(jī)體組成,既方便攜帶,又可以在短時(shí)間內(nèi)完成組裝、起飛。
航電系統(tǒng)由飛控電腦、感應(yīng)器、酬載、無(wú)線(xiàn)通訊等組成,完成飛機(jī)控制系統(tǒng)的需要。
動(dòng)力系統(tǒng)由動(dòng)力電池、螺旋槳、無(wú)刷馬達(dá)組成,為無(wú)人機(jī)提供飛行所需的動(dòng)力。?
起降系統(tǒng)由彈射繩、彈射架、降落傘組成,幫助無(wú)人機(jī)完成彈射起飛和傘降著陸。部分高級(jí)固定翼無(wú)人機(jī)采用滑行起降,需要額外設(shè)計(jì)起落架收放、減震、精準(zhǔn)定位、加速和剎車(chē)等系統(tǒng)。?
地面控制站包括地面站電腦、手柄、電臺(tái)等通訊設(shè)備,用以輔助完成路線(xiàn)規(guī)劃任務(wù)和飛行過(guò)程的監(jiān)控。
圖:固定翼無(wú)人機(jī)。
三、無(wú)人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域
無(wú)人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域主要分為三類(lèi),消費(fèi)級(jí)應(yīng)用、工業(yè)級(jí)應(yīng)用、軍事級(jí)應(yīng)用。
無(wú)人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域匯總?cè)缦拢?/p>
消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)應(yīng)用
以多旋翼無(wú)人機(jī)為代表的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)應(yīng)用市場(chǎng),已經(jīng)進(jìn)入快速成長(zhǎng)期,根據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)每年有超過(guò)50%以上增速,消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)產(chǎn)品種類(lèi)與服務(wù)日益豐富,行業(yè)出現(xiàn)領(lǐng)軍企業(yè)大疆,占據(jù)70%以上的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)份額。
消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)的技術(shù)門(mén)檻并不高,一套開(kāi)源程序就可以支持飛行器的起飛和降落,任何人都可以用開(kāi)源程序做一套無(wú)人機(jī)平臺(tái)。入門(mén)級(jí)的消費(fèi)無(wú)人機(jī)產(chǎn)品,已經(jīng)變成紅海,各大廠商為很薄的利潤(rùn)而廝殺。各大無(wú)人機(jī)廠商的優(yōu)勢(shì)在于飛控系統(tǒng)和云臺(tái)系統(tǒng),通過(guò)技術(shù)積累使其自身產(chǎn)品比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更穩(wěn)定、故障率更低。
在美國(guó)、德國(guó)的相關(guān)航空展上,已經(jīng)出現(xiàn)了許多不遜色于大疆的無(wú)人機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。一些有能力將成本做到極致的國(guó)內(nèi)巨頭企業(yè),也紛紛進(jìn)入消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)掘金。
新型輕質(zhì)材料的廣泛應(yīng)用,飛控核心技術(shù)成熟讓消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)行業(yè)門(mén)檻進(jìn)一步降低,加劇行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇又導(dǎo)致無(wú)人機(jī)產(chǎn)品分化,各大廠商開(kāi)始走差異化路線(xiàn),針對(duì)不同用戶(hù)需求推出不同的產(chǎn)品。例如:針對(duì)巡檢市場(chǎng)推出價(jià)格低廉、維護(hù)簡(jiǎn)便、航程相對(duì)較遠(yuǎn)的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品;針對(duì)安防市場(chǎng)推出續(xù)航時(shí)間長(zhǎng),能在惡劣環(huán)境工作、圖傳效果好的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品。
預(yù)計(jì)2018年民用消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約180億元人民幣,到2025年將達(dá)到約300億元人民幣。
工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)應(yīng)用
工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)和消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)是完全兩個(gè)不同的概念,產(chǎn)品也有天壤之別。刨去電磁散逸、保密通訊等專(zhuān)業(yè)技術(shù)問(wèn)題,工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)在大規(guī)模應(yīng)用的道路上還有兩個(gè)關(guān)鍵壁壘需要突破:一是航程和滯空時(shí)間不足;二是載荷能力不足。在突破這兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn)前,工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)很難在產(chǎn)業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。另外成本問(wèn)題,也是不得不去考慮的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,數(shù)萬(wàn)元的工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī),需要充分考慮投入產(chǎn)出比。
以現(xiàn)在的電池技術(shù)、無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu),在有效載荷和續(xù)航時(shí)間上,不可能有革命性突破。電池技術(shù)10多年來(lái)幾乎原地踏步,從石墨負(fù)極、硅負(fù)極、金屬負(fù)極、石墨烯,材料學(xué)家在電池方面的革新無(wú)所不用其極,論文天天發(fā),投資疊疊加,但電池產(chǎn)品的突破并沒(méi)有出現(xiàn)。
當(dāng)前工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)有效續(xù)航時(shí)間約20分鐘左右,按作業(yè)最大水平飛行速度5米/秒計(jì)算,工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)單次飛行最遠(yuǎn)距離6公里,考慮往返程和安全冗余,實(shí)際作業(yè)半徑不會(huì)超過(guò)3公里。以無(wú)人機(jī)電力巡檢為例,只有3公里作業(yè)半徑的無(wú)人機(jī)高空巡檢,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)級(jí)實(shí)際生產(chǎn)需要的。
工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)單價(jià)一般在2萬(wàn)-8萬(wàn)元,甚至也有數(shù)十萬(wàn)元一架。無(wú)人機(jī)創(chuàng)造的實(shí)際價(jià)值,扣減掉設(shè)備折舊和其它費(fèi)用后,是否有剩余收益,這是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的財(cái)務(wù)問(wèn)題。
工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)還處于摸索與投入期,但考慮到未來(lái)巨大市場(chǎng)潛力,國(guó)內(nèi)各大無(wú)人機(jī)廠商相繼進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。
預(yù)計(jì)到2025年,工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約400億,其中農(nóng)林植保約200億,安防市場(chǎng)約為150億,電力巡檢約為50億。
軍事級(jí)無(wú)人機(jī)應(yīng)用
軍事級(jí)無(wú)人機(jī)應(yīng)用,已經(jīng)成為另一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)。無(wú)論國(guó)內(nèi)、國(guó)外都有很多非常成功的產(chǎn)品應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn),例如:諾斯羅普·格魯曼公司生產(chǎn)的無(wú)人機(jī)“全球鷹”。在軍事應(yīng)用中,每個(gè)國(guó)家都有專(zhuān)注于該類(lèi)市場(chǎng)的相關(guān)企業(yè),開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足不同需求的專(zhuān)業(yè)無(wú)人機(jī)。
圖:全球鷹無(wú)人機(jī)
四、無(wú)人機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀
續(xù)航
市面上的無(wú)人機(jī)主要采用鋰聚合物電池作為主要?jiǎng)恿Γm(xù)航能力一般在20分鐘至30分鐘之間。因無(wú)人機(jī)技術(shù)方案不同,續(xù)航時(shí)間有所差別,無(wú)人機(jī)需要盡可能減輕起飛重量,所以無(wú)法攜帶較重的大容量電池,大多數(shù)無(wú)人機(jī)維持二十分鐘有效飛行之后,就必須更換電池或者插上充電線(xiàn)。無(wú)人機(jī)電池充電時(shí)間,一般每次一個(gè)小時(shí)以上。這是無(wú)人機(jī)一個(gè)致命的短板,大大限制了行業(yè)的快速良性發(fā)展,解決無(wú)人機(jī)電池續(xù)航能力迫在眉睫。
通信系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng),目前主要使用900MHz、1.4GHz、2.4GHz無(wú)線(xiàn)電頻段,其中1.4GHz主要作為數(shù)據(jù)通訊頻段,2.4GHz主要作為圖像傳輸頻段,900MHz不建議使用。工信部已經(jīng)制定無(wú)線(xiàn)電相關(guān)使用準(zhǔn)則,規(guī)范無(wú)人機(jī)行業(yè)的無(wú)線(xiàn)電頻段使用。公共無(wú)線(xiàn)電通信鏈路,抗干擾能力弱,尤其是同頻干擾無(wú)法避免。只需采用幾種特殊干擾方法,就可以實(shí)施對(duì)無(wú)人機(jī)指定無(wú)線(xiàn)電頻段的定向干擾,今年五一西安無(wú)人機(jī)編隊(duì)表演異常就是通信信號(hào)干擾造成的。隨著無(wú)人機(jī)的數(shù)量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)干擾的問(wèn)題,將日漸突出。
定位導(dǎo)航
無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的定位導(dǎo)航,普遍采用GPS和北斗雙模模式。GPS定位分為碼定位和載波定位,碼定位速度快,一般民用精度為3-10米,軍用精度為0.3米;載波定位速度慢,不分民用和軍用。北斗系統(tǒng)定位精度在10-20米?;趯?dǎo)航衛(wèi)星的無(wú)人機(jī)定位系統(tǒng),各大無(wú)人機(jī)廠商優(yōu)化自己的算法,使精度勉強(qiáng)達(dá)到米級(jí)。但受地形、天氣等客觀條件影響,導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)易干擾,精度穩(wěn)定性不足的問(wèn)題有待解決。民用無(wú)人機(jī)依靠衛(wèi)星定位,在不用差分定位技術(shù)輔助的情況下,米級(jí)精度已經(jīng)是極限。這樣精度,在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。米級(jí)的定位精度,不足以支撐無(wú)人機(jī)自動(dòng)控制。
差分輔助定位技術(shù),其原理是通過(guò)GPS或北斗衛(wèi)星信號(hào)與已知真實(shí)基準(zhǔn)站坐標(biāo)對(duì)比,實(shí)現(xiàn)快速厘米級(jí)精度定位。無(wú)人機(jī)千機(jī)編隊(duì)表演基本都采取這種技術(shù),但在自由空間中,不具備這樣條件。
避障
避障技術(shù),對(duì)于主流的無(wú)人機(jī)飛行至關(guān)重要,但現(xiàn)有的解決方案仍處于探索階段。為確保公共安全,需要不斷改進(jìn)傳感器、傳感算法和無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)。無(wú)人機(jī)避障技術(shù)主要有四套解決方案:紅外線(xiàn)傳感器方案、超聲波傳感器方案、激光傳感器方案以及視覺(jué)傳感器方案。在地面行駛的無(wú)人汽車(chē)避障問(wèn)題徹底解決之前,無(wú)人機(jī)避障技術(shù)還有漫長(zhǎng)路要走。
五、無(wú)人機(jī)相關(guān)規(guī)定與法律法規(guī)
2018年1月,《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》公開(kāi)征求意見(jiàn)。
2017年6月,《民用無(wú)人駕駛航空器實(shí)名制登記管理規(guī)定》,民用無(wú)人機(jī)登記注冊(cè)系統(tǒng)正式上線(xiàn),起飛重量超過(guò)250克以上的無(wú)人機(jī),必須實(shí)施登記注冊(cè)。建立無(wú)人機(jī)登記數(shù)據(jù)共享和查詢(xún)制度,實(shí)現(xiàn)與無(wú)人機(jī)運(yùn)行云平臺(tái)的實(shí)時(shí)交聯(lián)。
2016年9月,《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通管理辦法》,保障民用航空活動(dòng)的安全,加強(qiáng)民用無(wú)人機(jī)飛行活動(dòng)的管理,規(guī)范其空中交通管理的辦法。
2016年,《關(guān)于促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,低空空域定義由1000米以下,提升到3000米以下。
2015年,《輕小型無(wú)人機(jī)運(yùn)行試行規(guī)定》,起飛全重7公斤以上無(wú)人機(jī),必須接入“電子圍欄”,不得在禁飛區(qū)使用無(wú)人機(jī),無(wú)人機(jī)駕駛員需要持有操作執(zhí)照。
2014年,《低空空域使用管理規(guī)定(試行)》征求意見(jiàn)稿,將低空空域分為管制空域、監(jiān)視空域和報(bào)告空域,其中涉及監(jiān)視、報(bào)告空域的飛行計(jì)劃,企業(yè)需向空軍和民航局報(bào)備。
2013年,《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》,由中國(guó)AOPA協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)民用無(wú)人機(jī)的相關(guān)管理。
劃定禁飛區(qū)、無(wú)人機(jī)摸底統(tǒng)計(jì)、操作員實(shí)名制,國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)相關(guān)法律法規(guī)監(jiān)管政策,整體趨嚴(yán),彰顯政府推進(jìn)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展的決心。
六、無(wú)人機(jī)行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
民用消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī),持續(xù)高速增長(zhǎng)
民用消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)不可避免。輕質(zhì)復(fù)合材料、通信系統(tǒng)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件,飛控技術(shù)的成熟,使得多旋翼無(wú)人機(jī)操作更靈活、更便利。受惠于產(chǎn)業(yè)鏈成熟,傳感器、磁羅盤(pán)等零配件成本減少,消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)價(jià)格大幅降低,無(wú)人機(jī)與攝像頭的結(jié)合在民用航拍、影視航拍等場(chǎng)景得到了廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售級(jí)市場(chǎng)的突破。
民用工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī),技術(shù)突破前較難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用
民用工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間有待提升,目前有效續(xù)航時(shí)間普遍未超過(guò)30分鐘;工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)飛行穩(wěn)定性有待提升,在風(fēng)、雨、雪等復(fù)雜環(huán)境下無(wú)人機(jī)飛行穩(wěn)定性較差,還需改進(jìn);工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)負(fù)載能力有待提升,小型工業(yè)無(wú)人機(jī)載重較差,制約在農(nóng)藥噴灑、物流等場(chǎng)景的應(yīng)用。農(nóng)林、安防、電力三個(gè)領(lǐng)域的,受限于續(xù)航、載重、穩(wěn)定性因素制約,在技術(shù)突破前,較難實(shí)現(xiàn)民用工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)的大規(guī)模應(yīng)用。另外工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)的價(jià)格昂貴,在追求投資收益的生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域,也是需要考慮的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
系留無(wú)人機(jī),應(yīng)用場(chǎng)景廣闊
在電池技術(shù)未突破,無(wú)人機(jī)續(xù)航問(wèn)題未解決前,一種通過(guò)外接電線(xiàn)的系留無(wú)人機(jī)值得關(guān)注。系留無(wú)人機(jī)是將無(wú)人機(jī)和系留綜合纜繩結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。系留無(wú)人機(jī)通過(guò)光電綜合纜繩給無(wú)人機(jī)傳輸電能,使無(wú)人機(jī)可以不受電能限制而長(zhǎng)時(shí)間停留在空中,其結(jié)構(gòu)大小、制作材料可以根據(jù)應(yīng)用需求來(lái)靈活設(shè)計(jì),機(jī)動(dòng)性較強(qiáng),很好的滿(mǎn)足了部分工作環(huán)境對(duì)無(wú)人機(jī)長(zhǎng)時(shí)間滯空需求。系留無(wú)人機(jī)減輕了電池負(fù)荷,通過(guò)一根電線(xiàn)為無(wú)人機(jī)提供電能,同時(shí)利用電線(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行有線(xiàn)控制、圖像傳輸具有極高的抗干擾能力。由于是地面電源有線(xiàn)輸入,理論上系留無(wú)人機(jī)可以無(wú)限滯空作業(yè)。在不需要無(wú)人機(jī)大范圍機(jī)動(dòng)的定位觀察、基地安全、景區(qū)監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘測(cè)、野外作業(yè)、森林防火、應(yīng)急通信、公安反恐、交通監(jiān)管、新聞采訪、工程監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、影視拍攝、科學(xué)研究、國(guó)防軍工等領(lǐng)域,有廣泛應(yīng)用前景。
無(wú)人機(jī)千機(jī)編隊(duì)文藝演出,將成獨(dú)立的商業(yè)模式
數(shù)千架無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行表演,在廣州、成都、西安等多地上演,數(shù)千架無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行復(fù)雜的編隊(duì)飛行,組成的不同的圖案與主題,且不會(huì)發(fā)生碰撞。強(qiáng)烈的視覺(jué)震撼,已經(jīng)獲得市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。無(wú)人機(jī)千機(jī)編隊(duì)表演,無(wú)數(shù)“螢火蟲(chóng)”點(diǎn)亮夜空,已經(jīng)成為獨(dú)立商業(yè)模式,將持續(xù)擴(kuò)大影響。
無(wú)人機(jī)相關(guān)行業(yè)監(jiān)管政策,將逐步趨嚴(yán)
無(wú)人機(jī)在推廣和使用過(guò)程中,出現(xiàn)了一系列的安全隱患和監(jiān)管漏洞,比如誤闖禁飛區(qū)、小區(qū)飛行干擾休息等,這類(lèi)現(xiàn)象對(duì)公共安全和個(gè)人權(quán)益造成一定影響,政策層面在不斷完善和加強(qiáng)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的專(zhuān)項(xiàng)管理。由于國(guó)內(nèi)對(duì)公共安全領(lǐng)域的高度關(guān)注,無(wú)人機(jī)監(jiān)管政策總體趨嚴(yán)。
七、小結(jié)
無(wú)人機(jī)是未來(lái)航空發(fā)展趨勢(shì)之一,當(dāng)前在航空機(jī)體材料、飛行定位、航空控制領(lǐng)域有所突破。隨著技術(shù)成熟,零配件成本降低,以多旋翼無(wú)人機(jī)為主小型民用無(wú)人機(jī)將成為市場(chǎng)熱點(diǎn)。由于航程短、航速慢等特點(diǎn),多旋翼無(wú)人機(jī)在安全級(jí)別低、穩(wěn)定性要求低、在無(wú)滯空時(shí)間特殊要求的領(lǐng)域,有較大的應(yīng)用空間,特別是利用飛行特質(zhì)的航空拍攝,空中巡檢、航空表演等領(lǐng)域。一個(gè)小型的無(wú)人機(jī)只需花幾分鐘在空中拍照,就可以完成這類(lèi)對(duì)人來(lái)說(shuō)非常艱巨而又危險(xiǎn)的任務(wù)。
由于目前電池技術(shù)未實(shí)質(zhì)性突破,多旋翼無(wú)人機(jī)滯空時(shí)間普遍在20-30分鐘左右,無(wú)線(xiàn)電或4G/5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制皆存在可靠性低,抗干擾能力弱,穩(wěn)定性不足的制約。航空普遍使用的GPS/北斗定位系統(tǒng)、氣壓計(jì)測(cè)高系統(tǒng)、加速計(jì)、陀螺儀、地磁儀等設(shè)備精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到無(wú)人控制的精度要求,因此真正工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)大規(guī)模、高精度、穩(wěn)定應(yīng)用還有待時(shí)日。個(gè)人認(rèn)為,在無(wú)人駕駛汽車(chē)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用前,無(wú)人機(jī)不具備無(wú)人應(yīng)用條件。
近年隨著無(wú)人機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展,消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入成長(zhǎng)期,國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)研制領(lǐng)域原有的競(jìng)爭(zhēng)格局漸被打破,市場(chǎng)格局正處于巨變和重塑的過(guò)程中。工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng),還在前期探索期,快速成長(zhǎng)還有待全行業(yè)的共同努力。
此文僅對(duì)無(wú)人機(jī)行業(yè)提一些初淺認(rèn)識(shí),不妥之處還望指教。
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