超酷的無人機(jī)到底是什么呢?
無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱(Unmanned Aerial Vehicle),是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置的不載人飛機(jī),包括無人直升機(jī)、固定翼機(jī)、多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)。廣義地看也包括臨近空間飛行器(20-100公里空域),如平流層飛艇、高空氣球、太陽(yáng)能無人機(jī)等。從某種角度來看,無人機(jī)可以在無人駕駛的條件下完成復(fù)雜空中飛行任務(wù)和各種負(fù)載任務(wù),可以被看做是“空中機(jī)器人”。
按照不同平臺(tái)構(gòu)型來分類,無人機(jī)可主要有固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)和多旋翼無人機(jī)三大平臺(tái),其它小種類無人機(jī)平臺(tái)還包括傘翼無人機(jī)、撲翼無人機(jī)和無人飛船等。固定翼無人機(jī)是軍用和多數(shù)民用無人機(jī)的主流平臺(tái),最大特點(diǎn)是飛行速度較快;無人直升機(jī)是靈活性最強(qiáng)的無人機(jī)平臺(tái),可以原地垂直起飛和懸停;多旋翼(多軸)無人機(jī)是消費(fèi)級(jí)和部分民用用途的首選平臺(tái),靈活性介于固定翼和直升機(jī)中間(起降需要推力),但操縱簡(jiǎn)單、成本較低。
按不同使用領(lǐng)域來劃分,無人機(jī)可分為軍用、民用和消費(fèi)級(jí)三大類,對(duì)于無人機(jī)的性能要求各有偏重:
1)軍用無人機(jī)對(duì)于靈敏度、飛行高度速度、智能化等有著更高的要求,是技術(shù)水平最高的無人機(jī),包括偵察、誘餌、電子對(duì)抗、通信中繼、靶機(jī)和無人戰(zhàn)斗機(jī)等機(jī)型;
2)民用無人機(jī)一般對(duì)于速度、升限和航程等要求都較低,但對(duì)于人員操作培訓(xùn)、綜合成本有較高的要求,因此需要形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈提供盡可能低廉的零部件和支持服務(wù),目前來看民用無人機(jī)最大的市場(chǎng)在于政府公共服務(wù)的提供,如警用、消防、氣象等,占到總需求的約70%,而我們認(rèn)為未來無人機(jī)潛力最大的市場(chǎng)可能就在民用,新增市場(chǎng)需求可能出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)植保、貨物速度、空中無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)獲取等領(lǐng)域;
3)消費(fèi)級(jí)無人機(jī)一般采用成本較低的多旋翼平臺(tái),用于航拍、游戲等休閑用途。
世界民用無人機(jī)使用領(lǐng)域構(gòu)成。
無人機(jī)技術(shù)難點(diǎn)
1、飛控系統(tǒng)是無人機(jī)的“駕駛員”-更精確、更清晰
飛控子系統(tǒng)是無人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過程的核心系統(tǒng),飛控對(duì)于無人機(jī)相當(dāng)于駕駛員對(duì)于有人機(jī)的作用,我們認(rèn)為是無人機(jī)最核心的技術(shù)之一。飛控一般包括傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動(dòng)設(shè)備三大部分,實(shí)現(xiàn)的功能主要有無人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。
飛機(jī)架構(gòu)
其中,機(jī)身大量裝配的各種傳感器(包括角速率、姿態(tài)、位置、加速度、高度和空速等)是飛控系統(tǒng)的基礎(chǔ),是保證飛機(jī)控制精度的關(guān)鍵,在不同飛行環(huán)境下、不同用途的無人機(jī)對(duì)傳感器的配置要求也不同。未來對(duì)無人機(jī)態(tài)勢(shì)感知、戰(zhàn)場(chǎng)上識(shí)別敵我、防區(qū)外交戰(zhàn)能力等方面的需求,要求無人機(jī)傳感器具有更高的探測(cè)精度、更高的分辨率,因此國(guó)外無人機(jī)傳感器中大量應(yīng)用了超光譜成像、合成孔徑雷達(dá)、超高頻穿透等新技術(shù)。
2、導(dǎo)航系統(tǒng)是無人機(jī)的“眼睛”,多技術(shù)結(jié)合是未來方向
導(dǎo)航系統(tǒng)向無人機(jī)提供參考坐標(biāo)系的位置、速度、飛行姿態(tài),引導(dǎo)無人機(jī)按照指定航線飛行,相當(dāng)于有人機(jī)系統(tǒng)中的領(lǐng)航員。無人機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)主要分非自主(GPS等)和自主(慣性制導(dǎo))兩種,但分別有易受干擾和誤差積累增大的缺點(diǎn),而未來無人機(jī)的發(fā)展要求障礙回避、物資或武器投放、自動(dòng)進(jìn)場(chǎng)著陸等功能,需要高精度、高可靠性、高抗干擾性能,因此多種導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合的“慣性+多傳感器+GPS+光電導(dǎo)航系統(tǒng)”將是未來發(fā)展的方向。
3、動(dòng)力系統(tǒng)-渦輪有望逐步取代活塞,新能源發(fā)動(dòng)機(jī)提升續(xù)航能力
不同用途的無人機(jī)對(duì)動(dòng)力裝置的要求不同,但都希望發(fā)動(dòng)機(jī)體積小、成本低、工作可靠:1)無人機(jī)目前廣泛采用的動(dòng)力裝置為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),但活塞式只適用于低速低空小型無人機(jī);2)對(duì)于一次性使用的靶機(jī)、自殺式無人機(jī)或?qū)棧笸浦乇雀叩珘勖梢远蹋?-2h),一般使用渦噴式發(fā)動(dòng)機(jī);3)低空無人直升機(jī)一般使用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī),高空長(zhǎng)航時(shí)的大型無人機(jī)一般使用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)(美國(guó)全球鷹重達(dá)12t);4)消費(fèi)級(jí)微型無人機(jī)(多旋翼)一般使用電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī),起飛質(zhì)量不到100克、續(xù)航時(shí)間小于一小時(shí)。
往前看,我們認(rèn)為隨著渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)推重比、壽命不斷提高、油耗降低,渦輪將取代活塞成為無人機(jī)的主力動(dòng)力機(jī)型,太陽(yáng)能、氫能等新能源電動(dòng)機(jī)也有望為小型無人機(jī)提供更持久的生存力。
4、數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)恰胺棚L(fēng)箏的線”–從獨(dú)立專用系統(tǒng)向全球信息格柵(GIG)過渡
數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)是無人機(jī)的重要技術(shù)組成,負(fù)責(zé)完成對(duì)無人機(jī)遙控、遙測(cè)、跟蹤定位和傳感器傳輸,上行數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)遙控、下行數(shù)據(jù)鏈執(zhí)行遙測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸功能。普通無人機(jī)大多采用定制視距數(shù)據(jù)鏈,而中高空、長(zhǎng)航時(shí)無人機(jī)則都會(huì)采用視距和超視距衛(wèi)通數(shù)據(jù)鏈。
現(xiàn)代數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)者無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈向著高速、寬帶、保密、抗干擾的方向發(fā)展,無人機(jī)實(shí)用化能力將越來越強(qiáng)。往前看,隨著機(jī)載傳感器、定位的精細(xì)程度和執(zhí)行任務(wù)的復(fù)雜程度不斷上升,對(duì)數(shù)據(jù)鏈的貸款提出了很強(qiáng)的要求,未來隨著機(jī)載高速處理器的突飛猛進(jìn),預(yù)計(jì)幾年后現(xiàn)有射頻數(shù)據(jù)鏈的傳輸速率將翻倍,未來在全天候要求低的領(lǐng)域可能還將出現(xiàn)激光通訊方式。
從美國(guó)制定的無人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展戰(zhàn)略上看,數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)從最初IP化的傳輸、多機(jī)互連網(wǎng)絡(luò),正在向衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換傳輸,以及最終的完全全球信息格柵(GIG)配置過渡,為授權(quán)用戶提供無縫全球信息資源交互能力,既支持固定用戶、又支持移動(dòng)用戶。
三、無人機(jī)發(fā)展緣起
1、軍用技術(shù)溢出,成本下降引爆民用市場(chǎng)
戰(zhàn)爭(zhēng)是無人機(jī)發(fā)展的頭號(hào)牽引力,20世紀(jì)末經(jīng)歷三大技術(shù)發(fā)展浪潮
毫無疑問,無人機(jī)發(fā)展的初期是為了純粹的軍事用途:一戰(zhàn)時(shí)期英國(guó)研制的世界第一款無人機(jī)被定義為“會(huì)飛的炸彈”,二戰(zhàn)時(shí)期德軍已經(jīng)開始大量應(yīng)用無人駕駛轟炸機(jī)參戰(zhàn);二戰(zhàn)后無人機(jī)研發(fā)的中心出現(xiàn)在美國(guó)和以色列,用途延伸至戰(zhàn)地偵察和情報(bào)搜集,無人機(jī)被派往朝鮮、越南和海灣戰(zhàn)場(chǎng)協(xié)助美軍和以色列軍隊(duì)作戰(zhàn)。正是由于無人機(jī)在偵查方面低成本、控制靈活、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的天然優(yōu)勢(shì),各國(guó)軍隊(duì)相繼投入大量經(jīng)費(fèi)研發(fā)無人機(jī)系統(tǒng)。
無人機(jī)技術(shù)在20世紀(jì)末經(jīng)歷了三次發(fā)展浪潮、真正進(jìn)入了第一個(gè)“黃金時(shí)代”:1)1990年后,全球共有30多個(gè)國(guó)家裝備了師級(jí)(大型)戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)系統(tǒng),代表機(jī)型有美國(guó)“獵人”、“先驅(qū)者”,以色列“偵察兵”、“先鋒”等;2)1993年后,中高空長(zhǎng)航時(shí)軍用無人機(jī)得到迅速發(fā)展,以美國(guó)“蒂爾”無人機(jī)發(fā)展計(jì)劃為代表,在波黑戰(zhàn)爭(zhēng)中大放異彩;3)20世紀(jì)末,旅團(tuán)級(jí)(中小型)固定翼和旋翼戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn),其體積小、價(jià)格更低、機(jī)動(dòng)性好,標(biāo)志著無人機(jī)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用時(shí)代。
早期的航空技術(shù)解決的是無人機(jī)能夠飛行的問題,而20世紀(jì)80年代以來現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展為無人機(jī)更高的飛行性能、更好的可靠性提供了條件,其中:1)智能化:自主飛控技術(shù)、急劇攀升的計(jì)算機(jī)處理能力推動(dòng)無人機(jī)向智能化發(fā)展,真正成為“會(huì)思考”的空中機(jī)器人;2)高速帶寬:高速寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)無人機(jī)組網(wǎng)和互相連通,無人機(jī)編組、空地裝備聯(lián)合成為可能;3)更輕的材料和傳感器:材料科學(xué)和微機(jī)電技術(shù)進(jìn)一步減輕無人機(jī)平臺(tái)重量、提高精確度;4)更強(qiáng)的續(xù)航能力:電池續(xù)航能力的大幅上升,以及新能源技術(shù)賦予無人機(jī)更長(zhǎng)的飛行時(shí)間。
2、技術(shù)向民用外溢,無人機(jī)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入普及時(shí)代
由于軍用無人機(jī)在”3D”(DULL,DIRTY,DANGEROUS)環(huán)境下執(zhí)行任務(wù)的顯著優(yōu)勢(shì)以及靈活機(jī)動(dòng)的特性,民用各行各業(yè)對(duì)無人機(jī)的應(yīng)用也翹首以盼。但相比軍用無人機(jī)近百年的發(fā)展歷史,民用無人機(jī)在上世紀(jì)80年代軍用無人機(jī)的現(xiàn)代系統(tǒng)得到大發(fā)展的基礎(chǔ)上才開始嘗試應(yīng)用,各領(lǐng)域全面開花應(yīng)用只有10余年時(shí)間。
日本的民用無人機(jī)開發(fā)較早:早在1983年雅馬哈公司采用摩托車發(fā)動(dòng)機(jī),開發(fā)了一種用于噴灑農(nóng)藥的無人直升機(jī),1989年其成為實(shí)際首架成功用于試飛的無人直升機(jī),2002年CERP公司及發(fā)明一款JAXA多用途民用無人機(jī);2003年開始,耗時(shí)3年,岐阜工業(yè)協(xié)會(huì)先后開發(fā)了4代無人機(jī)產(chǎn)品,主要應(yīng)用于森林防火、地震災(zāi)害評(píng)估等領(lǐng)域;
美國(guó)NASA牽頭成立世界級(jí)無人機(jī)應(yīng)用中心:2003年美國(guó)NASA成立世界級(jí)的無人機(jī)應(yīng)用中心,專門研究裝有高分辨率相機(jī)傳感器無人機(jī)的商業(yè)應(yīng)用。
近年美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局用無人機(jī)追蹤熱帶風(fēng)暴有關(guān)數(shù)據(jù),借此完善颶風(fēng)預(yù)警模型。2007年森林大火肆虐時(shí),美國(guó)宇航局使用“伊哈納”(Ikhana)的無人機(jī)來評(píng)估大火的嚴(yán)重程度,以及災(zāi)害的損失估算工作。2011年墨西哥灣鉆井平臺(tái)爆炸后艾倫實(shí)驗(yàn)室公司的無人機(jī)協(xié)助溢油監(jiān)測(cè)和溢油處理等。
以色列也專門組建了一個(gè)民用無人機(jī)及其工作模式的試驗(yàn)委員會(huì),2008年給予“蒼鷺“無人機(jī)非軍事任務(wù)執(zhí)行證書,并與有關(guān)部門合作展開多種民用任務(wù)的試驗(yàn)飛行。。
歐洲在2006年制定并即刻實(shí)施的“民用無人機(jī)發(fā)展路線圖”,之后歐盟擬籌夠一個(gè)泛歐民用無人機(jī)協(xié)調(diào)組織,為解決最關(guān)鍵的空中安全和適航問題提供幫助。
中國(guó)起步早,近年發(fā)展較快:中國(guó)上世紀(jì)80年代,就將自行開發(fā)的無人機(jī)(脫胎于軍用機(jī)型)在地圖測(cè)繪和地質(zhì)勘探中做了嘗試。近些年,專為民用研制的”黔中“1號(hào)無人機(jī)于2010年順利首飛,2011年國(guó)產(chǎn)”蜜蜂“28無人機(jī),可全自主起飛、著陸、懸停和航路規(guī)劃,能應(yīng)用農(nóng)業(yè)噴灑、電力巡檢、防災(zāi)應(yīng)急、航拍測(cè)繪、中繼通信等。
對(duì)于民用領(lǐng)域,無人機(jī)僅僅是一個(gè)飛行平臺(tái),其功能歸根到底要通過機(jī)載系統(tǒng)中的任務(wù)載荷設(shè)備來完成。
和ToB端各行各業(yè)無人機(jī)領(lǐng)域快速發(fā)展相比,近兩年ToC消費(fèi)端航拍、娛樂等市場(chǎng),受益于無人機(jī)各方面技術(shù)的成熟和成本的大幅下降,可謂是爆發(fā)式發(fā)展。深圳大疆成立于06年,10年僅幾百萬收入,13年高達(dá)8億元,14年近30億元。
3、硬件產(chǎn)業(yè)鏈成熟、成本下降為民用&消費(fèi)無人機(jī)爆發(fā)創(chuàng)造條件
近十年民用和消費(fèi)級(jí)無人機(jī)市場(chǎng)的興起,和硬件產(chǎn)業(yè)鏈的成熟、成本曲線不斷下降密不可分:隨著移動(dòng)終端的興起,芯片、電池、慣性傳感器、通訊芯片等產(chǎn)業(yè)鏈迅速成熟,成本下降,使智能化進(jìn)程得以迅速向更加小型化、低功耗的設(shè)備邁進(jìn)。這也給無人機(jī)整體硬件的迅速創(chuàng)新和成本下降創(chuàng)造了良好條件:
芯片——目前一個(gè)高性能FPGA芯片就可以在無人機(jī)上實(shí)現(xiàn)雙CPU的功能,以滿足導(dǎo)航傳感器的信息融合,實(shí)現(xiàn)無人飛行器的最優(yōu)控制。
慣性傳感器——伴隨著蘋果在iPhone上大量應(yīng)用加速計(jì)、陀螺儀、地磁傳感器等,MEMS慣性傳感器從2011年開始大規(guī)模興起,6軸、9軸的慣性傳感器也逐漸取代了單個(gè)傳感器,成本和功耗進(jìn)一步降低,成本僅在幾美元。另外GPS芯片僅重0.3克,價(jià)格不到5美元。
Wifi等無線通信——Wifi等通信芯片用于控制和傳輸圖像信息,通信傳輸速度和質(zhì)量已經(jīng)可以充分滿足幾百米的傳輸需求。
電池——電池能量密度不斷增加,使得無人機(jī)在保持較輕的重量下,續(xù)航時(shí)間能有25-30分鐘,達(dá)到可以滿足一些基本應(yīng)用的程度,此外,太陽(yáng)能電池技術(shù)使得高海拔無人機(jī)可持續(xù)飛行一周甚至更長(zhǎng)時(shí)間。
相機(jī)等——近年來移動(dòng)終端同樣促進(jìn)了鋰電池、高像素?cái)z像頭性能的急劇提升和成本下降。
4、飛控系統(tǒng)開源,無人機(jī)飛入尋常百姓家
如果說硬件成本下降解決了無人機(jī)“身體”的問題,近年來飛控系統(tǒng)開源化的趨勢(shì)解決了無人機(jī)“大腦”的問題,從此無人機(jī)不再是軍用和科研機(jī)構(gòu)的專利,全世界的商業(yè)企業(yè)和發(fā)燒友都加入了無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大潮中,是引爆民用和消費(fèi)無人機(jī)市場(chǎng)的“爆點(diǎn)”。
德國(guó)MK公司是多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)開源的鼻祖,其后2011年美國(guó)APM公司開放無人機(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)徹底點(diǎn)燃了市場(chǎng)對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的熱情,2012年以后民用和消費(fèi)無人機(jī)進(jìn)入了加速上行的通道。
至今,國(guó)際無人機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了APM(用戶最多)、德國(guó)MK(最早的開源系統(tǒng))、Paparazzi(穩(wěn)定性高、擴(kuò)展性強(qiáng))、PX4和MWC(兼容性強(qiáng))等五大無人機(jī)開源平臺(tái)。
以PPZ(Paparazzi)為例,始于2003年的PPZ是一個(gè)軟硬件全開源的系統(tǒng),至今已經(jīng)形成了不僅覆蓋傳感器、GPS、自動(dòng)駕駛軟件,同時(shí)覆蓋地面設(shè)備的全套成熟解決方案,既可以驅(qū)動(dòng)固定翼飛機(jī)、也可以驅(qū)動(dòng)旋翼機(jī),并且可以通過地面控制軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控飛機(jī)飛行的衛(wèi)星地圖??梢哉f,強(qiáng)大的開源飛控系統(tǒng)已經(jīng)使得無人機(jī)全面進(jìn)入“用戶友好”時(shí)代。
2014年10月,著名計(jì)算機(jī)開源系統(tǒng)公司Linux推出了名為“Dronecode”的無人機(jī)開源系統(tǒng)合作項(xiàng)目,將3D Robotics、英特爾、高通、百度等科技巨頭納入項(xiàng)目組,旨在為為無人機(jī)開發(fā)者提供所需要的資源、工具和技術(shù)支持,加快無人機(jī)和機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展。根據(jù)Teal航空市場(chǎng)調(diào)研公司的報(bào)告,Dronecode項(xiàng)目使未來十年世界無人機(jī)研發(fā)、測(cè)試和評(píng)估等活動(dòng)的總值達(dá)到910億美元。Dronecode開發(fā)界面囊括了無人越野車、無人固定翼飛機(jī)、無人直升機(jī)和各種多軸旋翼無人機(jī)等,吸收了APM、PX4等多個(gè)平臺(tái),進(jìn)一步推動(dòng)了系統(tǒng)開發(fā)的可視化和友好化。
無人機(jī)相關(guān)政策:各國(guó)政策都處于持續(xù)完善中
中國(guó)無人機(jī)相關(guān)政策:走出了規(guī)范化的第一步
2009年至今中國(guó)無人機(jī)相關(guān)主要政策匯總
總的來說,2009年前,無人機(jī)處于無監(jiān)管的空白狀態(tài)。2009年以后至今,開始進(jìn)入持證飛行階段,但是法律法規(guī)和監(jiān)管執(zhí)行尚未完善和正規(guī)化,實(shí)際申請(qǐng)操作上模糊不清。
美國(guó)無人機(jī)相關(guān)政策:商業(yè)無人機(jī)草案終出
2014-2015美國(guó)聯(lián)邦航空管理局無人機(jī)管理動(dòng)態(tài)匯總。
經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的等待,數(shù)次延期,2015年2月15日,美國(guó)聯(lián)邦航空管理局終于公布了期盼已久的無人機(jī)商轉(zhuǎn)管理辦法草案。這項(xiàng)新規(guī)打破了之前全面禁飛的局面,但是還有待最終定案。
這份規(guī)則主要適用于重量25千克以下的無人機(jī),主要限定包括:
(1)飛行時(shí)間,高速,速度,搭載限制:它限定無人機(jī)只能在白天飛行,且全程都必須保持在操作人員的視線范圍內(nèi),飛行高度不得超過150米,時(shí)速不得超過160公里。不得從人頭頂上飛過,不得從無人機(jī)上扔?xùn)|西,機(jī)體外側(cè)不得搭掛包裹。
(2)飛行路線地點(diǎn)限制:無人機(jī)都必須避開飛機(jī)飛行路線和飛行限制區(qū),必須嚴(yán)格遵守相關(guān)臨時(shí)限飛令。無人飛機(jī)應(yīng)避開人駕駛的飛機(jī)機(jī)場(chǎng)至少八公里。無人飛機(jī)飛行時(shí),應(yīng)始終維持于無線電操作者視界以內(nèi)。
(3)駕駛員資格要求:無人機(jī)操作人員至少滿17歲,需考取美國(guó)聯(lián)邦航空局無人機(jī)操作人員資格證書,并且通過TSA(美國(guó)運(yùn)輸安全管理局)的審查要求。
(4)另外,關(guān)于愛好者的模型無人機(jī),則仍然跟之前一樣不受限制,只要不妨礙空中交通。
英國(guó)無人機(jī)政策:世界無人機(jī)法規(guī)領(lǐng)航者
最新歐洲無人機(jī)相關(guān)主要政策匯總
CAP722是英國(guó)民航局在英國(guó)領(lǐng)空內(nèi)對(duì)無人機(jī)使用的指導(dǎo)準(zhǔn)則,第四版的CAP722發(fā)布于2010年4月已適應(yīng)空中導(dǎo)航法2009的推出。所有關(guān)于無人機(jī)的法規(guī)現(xiàn)在都收在空中導(dǎo)航法2009中.在那之前,CAP722是行業(yè)的參考標(biāo)準(zhǔn),并被全世界所模仿學(xué)習(xí)與實(shí)施。這份文件強(qiáng)調(diào)了在英國(guó)操作無人機(jī)前需要注意的適航性和操作標(biāo)準(zhǔn)方面的安全要求。最新版的cap722發(fā)布于2012年8月,并且對(duì)民用無人機(jī)實(shí)施相當(dāng)程度的開放政策。英國(guó)民航局是無人機(jī)法規(guī)領(lǐng)域的領(lǐng)航者。
歐洲法規(guī)2008第216號(hào)監(jiān)管著所有整機(jī)重量超過150公斤的無人機(jī).無人機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)也必須和常規(guī)飛機(jī)一樣遵循相關(guān)的認(rèn)證規(guī)范(該規(guī)范由EuroUSC公司主導(dǎo),該公司獲得民航局的授權(quán)實(shí)施輕型無人機(jī)計(jì)劃),并且必須獲得適航認(rèn)證或準(zhǔn)飛許可.在英國(guó),整機(jī)重量在20公斤到150公斤的無人機(jī)需要具有英國(guó)法律下的適航性資質(zhì).如果飛行器在半徑500米和低于400英尺的范圍或者在隔離的飛行區(qū)域內(nèi),并且無人機(jī)和該飛行有一定的適航性保證,英國(guó)民航局可以豁免適航性認(rèn)證的需求.英國(guó)民航局也會(huì)在自己調(diào)查和被推薦的基礎(chǔ)上頒發(fā)豁免權(quán),當(dāng)前僅有一家組織獲得了此項(xiàng)許可.整機(jī)重量20公斤以下的無人機(jī)并不需要遵從很多主要政策要求,但是領(lǐng)航法第98號(hào)文中設(shè)立了一些條件。這些條件包括禁止在管制區(qū)域或者飛機(jī)場(chǎng)附近飛行,除非獲得空管局的許可,最大高度400英尺和禁止在沒有英國(guó)民航局特別許可的情況下高空作業(yè)。
當(dāng)前英國(guó)航空法中操控?zé)o人機(jī)并不需要認(rèn)證飛行員執(zhí)照.但是英國(guó)民航局要求所有潛在無人機(jī)操控者都掌握飛行資質(zhì)。飛行資質(zhì)可以通過完成指定課程獲得,并有四家認(rèn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)營(yíng)著培訓(xùn)與考試。
無人機(jī)全球市場(chǎng)
上圖是Teal集團(tuán)對(duì)全球無人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè),他們預(yù)計(jì)到2023年無人機(jī)市場(chǎng)將達(dá)到115億美元。
而對(duì)于軍用和民用的市場(chǎng)占比,TealGroup給出了民用市場(chǎng)更加樂觀的判斷(大約為年化復(fù)合增速為9%,到2023年達(dá)到15億美元,當(dāng)然TealGroup在報(bào)告中特別提到了Google、Facebook和Amazon等高科技巨頭給民用軍用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)帶來的潛在的現(xiàn)在難以量化預(yù)判的顛覆性變化)。
我們認(rèn)為,民用無人機(jī)市場(chǎng)在全球范圍出現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)需要突破的兩個(gè)瓶頸是空域資源和安全問題,一旦在世界范圍內(nèi)這兩個(gè)問題得到解決,人類利用無人機(jī)征服空域的想象空間將被徹底打開,全球民用無人機(jī)市場(chǎng)可能呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長(zhǎng)。
民用無人機(jī)下游應(yīng)用行業(yè)
民用無人機(jī)下游需求非常廣泛,包括農(nóng)業(yè)、電力石油、檢災(zāi)、林業(yè)、氣象、國(guó)土資源、警用、海洋水利、測(cè)繪、城市規(guī)劃等多個(gè)行業(yè)。近年來無人機(jī)在民用市場(chǎng)的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注,如農(nóng)林植保和電力巡線兩個(gè)領(lǐng)域,無人機(jī)需求較為迫切,且具備較大的市場(chǎng)規(guī)模。我們認(rèn)為其它行業(yè)的潛在需求也將逐步顯現(xiàn),我國(guó)民用無人機(jī)市場(chǎng)空間巨大,將進(jìn)入快速發(fā)展期。
農(nóng)業(yè)植保:民用無人機(jī)最大市場(chǎng),農(nóng)業(yè)植保市場(chǎng)規(guī)模超百億
日本植保無人機(jī)已經(jīng)使用20多年,目前每年更新量約為3000架。我們按照中日年農(nóng)藥使用量進(jìn)行測(cè)算,中國(guó)如果達(dá)到日本目前植保無人機(jī)的普及率和使用頻次,年更新量約為30,000架,植保無人機(jī)價(jià)格按50萬元/架測(cè)算,年市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)150億元。
電力巡檢:政策有望出臺(tái),市場(chǎng)規(guī)模超十億
2009年1月,國(guó)家電網(wǎng)公司正式立項(xiàng)研制無人直升機(jī)巡檢系統(tǒng)。
2013年3月,國(guó)家電網(wǎng)公司出臺(tái)《國(guó)家電網(wǎng)公司輸電線路直升機(jī)、無人機(jī)和人工協(xié)同巡檢模式試點(diǎn)工作方案》。方案指出,建立直升機(jī)、無人機(jī)和人工巡檢相互協(xié)同的新型巡檢模式是智能電網(wǎng)發(fā)展的迫切需要,目前公司系統(tǒng)直升機(jī)巡檢作業(yè)正在逐步向規(guī)范化、制度化方向發(fā)展,為此公司選定山東、冀北、山西、湖北、四川、重慶、浙江、福建、遼寧、青海十個(gè)檢修公司作為試點(diǎn)單位,利用2-3年時(shí)間開展開展新型巡檢模式試點(diǎn)工作。到2015年,國(guó)網(wǎng)公司系統(tǒng)將全面推廣直升機(jī)、無人機(jī)和人工巡檢相互協(xié)同的輸電線路新型巡檢模式。
2014年6月,中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化中心對(duì)外發(fā)布名為《架空輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)草案,公開征求意見。我們預(yù)計(jì)電力聯(lián)合會(huì)的無人機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在今年有望正式出臺(tái)。
我國(guó)110kV以上高壓輸電線約為52萬公里,按每年巡檢次數(shù)30次測(cè)算,則每年總巡檢長(zhǎng)度約為1,560萬公里。無人機(jī)每小時(shí)巡檢20公里,單機(jī)年飛行時(shí)間按150小時(shí)計(jì)算,全國(guó)需要5,200架。按每架20萬人民幣計(jì)算,則年市場(chǎng)空間約10.4億元。
森林防火:需求迫切,尚處初始階段
我國(guó)擁有森林面積1.75億公頃,森林蓄積量為124.56億立方米,森林覆蓋率為18.21%,既是森林資源大國(guó),又是森林火災(zāi)多發(fā)國(guó)家。
目前,國(guó)外森林防火中應(yīng)用了較多的新技術(shù)和新設(shè)備,國(guó)內(nèi)在此方面的應(yīng)用需求也日益增加,對(duì)森林保護(hù)的投入逐漸加大,先后運(yùn)用衛(wèi)星進(jìn)行資源普查、森林火場(chǎng)監(jiān)視,而使用無人機(jī)系統(tǒng)對(duì)森林火情監(jiān)測(cè)還是初始階段。
檢災(zāi):國(guó)情需要,空間廣闊
2008年汶川地震引發(fā)了大量崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生地質(zhì)災(zāi)害,引起災(zāi)區(qū)大部分國(guó)道、省道、鄉(xiāng)村道路嚴(yán)重破壞,給救災(zāi)工作造成難于想象的困難。由于天氣因素的影響,衛(wèi)星遙感系統(tǒng)或載人航空遙感系統(tǒng)難以及時(shí)獲取災(zāi)區(qū)的實(shí)時(shí)地面影像。地震發(fā)生后,多種型號(hào)的無人機(jī)航空遙感系統(tǒng)迅速進(jìn)入災(zāi)區(qū),在災(zāi)情調(diào)查、滑坡動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、房屋與道路損害情況評(píng)估、救災(zāi)效果評(píng)價(jià)、災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建等方面得到廣泛使用,取得了很好的效果,起到了其他手段無法替代的作用。無人機(jī)航空遙感系統(tǒng)第一次大規(guī)模用于應(yīng)急救災(zāi)就取得了成功。
2013年雅安地震搜救過程中,國(guó)家地震災(zāi)害緊急救援隊(duì)使用旋翼無人機(jī)對(duì)災(zāi)區(qū)地形地貌、受損情況進(jìn)行空中排查,為國(guó)家地震災(zāi)害緊急救援隊(duì)的搜救工作提供了參考和依據(jù)。該無人機(jī)由國(guó)家地震災(zāi)害緊急救援隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所聯(lián)合研制,并在地震搜救過程中應(yīng)用,探測(cè)精度達(dá)到0.1米,可在200米低空連續(xù)飛行100公里。
我國(guó)自然災(zāi)害發(fā)生頻繁,每年災(zāi)害造成的損失巨大。災(zāi)害發(fā)生時(shí),為了提高救災(zāi)效率和質(zhì)量,必須提供及時(shí)準(zhǔn)確的災(zāi)害信息。常規(guī)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方法周期長(zhǎng),成本高,難于滿足救災(zāi)應(yīng)急的需要。無人機(jī)航空遙感系統(tǒng)作為衛(wèi)星遙感和載人航空遙感的補(bǔ)充手段,具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、靈活方便、外界環(huán)境影響小、成本低的優(yōu)點(diǎn),其在災(zāi)害應(yīng)急救援方面具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。
2、消費(fèi)級(jí)無人機(jī)市場(chǎng)迅速升溫
今年全球無人機(jī)市場(chǎng)迎來廣泛關(guān)注,大疆創(chuàng)新產(chǎn)品走向前臺(tái),國(guó)內(nèi)極飛科技、零度智控以及國(guó)外3DRobotics等無人機(jī)公司產(chǎn)品和融資動(dòng)作不斷,2015年可以說是消費(fèi)級(jí)無人機(jī)元年。
大疆創(chuàng)新是全球領(lǐng)先的小型無人機(jī)廠商,占據(jù)了全球民用小型無人機(jī)約50%的市場(chǎng)份額,公司80%的產(chǎn)品都是銷往國(guó)外。被硅谷認(rèn)為能與蘋果比較的隱形的世界級(jí)無人機(jī)公司。公司成立于2006年,最初從安裝在無人機(jī)上的控制器切入,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)無人飛行器航拍的市場(chǎng)接入點(diǎn),轉(zhuǎn)做整機(jī)和穩(wěn)定的飛行平臺(tái),以及高清數(shù)字視屏傳輸模塊,再到如今致力于提供完整飛行影像策略。短短幾年間成長(zhǎng)上千倍,2013年收入規(guī)模達(dá)到8億元,被美國(guó)《時(shí)代》雜志評(píng)為2014年度十大創(chuàng)新工具全球第三。
大疆的DJI無人機(jī)被廣泛運(yùn)用于航拍,并且很受專業(yè)及業(yè)余級(jí)攝影師們的喜歡。其產(chǎn)品線涵蓋中端價(jià)位的Phantom(大精靈)以及高端市場(chǎng)絕對(duì)王者的Inspire(“悟”)系列。包括熱播電視節(jié)目《爸爸,去哪兒》中,以及神盾局特工、國(guó)土安全等熱門美劇中的航拍鏡頭。同時(shí)也被用戶用來全景掃描里約熱內(nèi)盧基督像、貼近拍攝鯨魚換氣,飛躍噴發(fā)中的伊蘇爾火山等。
除了大疆創(chuàng)新外,近年來國(guó)內(nèi)外科技公司對(duì)無人機(jī)關(guān)注熱度也迅速升溫,無人機(jī)不僅僅是航拍的“玩具”,更是顛覆未來的機(jī)器人:亞馬遜的PrimeAir人機(jī)物流計(jì)劃已進(jìn)入第9代的研發(fā);Google收購(gòu)無人機(jī)公司TitanAerospace提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋;Facebook也以2000萬美元收購(gòu)英國(guó)無人機(jī)公司Ascenta;3DRobotics無人機(jī)已獲由其領(lǐng)投的5千萬美金投資;Matternet建造無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)向全球的偏遠(yuǎn)農(nóng)村運(yùn)送食品和醫(yī)療用品。
國(guó)內(nèi)無人機(jī)市場(chǎng)也逐漸興起,誕生出類似大疆科技、零度智控、極飛科技、一電科技、億航無人機(jī)、天翔無人機(jī)等。2015年1月20日雷柏科技與零度智控共同設(shè)立合資公司,研發(fā)無人機(jī),雙方于2015年2月1日發(fā)布ZERO消費(fèi)級(jí)四旋翼無人機(jī)系列產(chǎn)品,在深圳零度官網(wǎng)及部分電商平臺(tái)開始預(yù)售,價(jià)格3199元起。
目前無人機(jī)主要應(yīng)用于航拍等各行業(yè)應(yīng)用,包括邊防、農(nóng)業(yè)等,例如大疆創(chuàng)新主要用于航拍,極飛科技用于各大行業(yè)應(yīng)用。另外,搜救、防盜等安全監(jiān)控應(yīng)用也在起步。無人機(jī)用于物流的嘗試也越來越多,亞馬遜研發(fā)多年,國(guó)內(nèi)快遞業(yè)也開始試水。
Google熱氣球Project Loon,準(zhǔn)備在全球打造一個(gè)平流層氣球網(wǎng)絡(luò),然后又收購(gòu)了Titan Aerospace,以提供太陽(yáng)能動(dòng)力的無人機(jī),這兩個(gè)都可以隨時(shí)隨地提供低成本的、覆蓋整個(gè)星球的互聯(lián)網(wǎng)接入。
NASA也在開發(fā)無人機(jī)“低空交通管理系統(tǒng)”,有望在2015年用于農(nóng)業(yè)。無人機(jī)生產(chǎn)商Skycatch,主要做建造業(yè)、礦業(yè)、太陽(yáng)能行業(yè)以及農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù)采集,此前已經(jīng)獲得了1320萬美元融資。其他創(chuàng)新應(yīng)用包括蜜蜂大小的無人機(jī)對(duì)花朵進(jìn)行授粉等等。
GoPro去年也加入了“小型無人機(jī)聯(lián)盟”,并已經(jīng)為多款無人機(jī)推出了視頻攝像設(shè)備,GoPro也宣布將進(jìn)入消費(fèi)級(jí)無人機(jī)領(lǐng)域,并預(yù)計(jì)今年正式推出第一款多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)無人機(jī),定價(jià)將于500到1000美元之間。大疆也宣布將在未來無人機(jī)產(chǎn)品上采用自主研發(fā)生產(chǎn)的攝像頭。無人機(jī)與運(yùn)動(dòng)相機(jī)的結(jié)合,將是無人機(jī)在運(yùn)動(dòng)健康等個(gè)性化航拍領(lǐng)域的重要應(yīng)用,例如STELLA推出的專為GoPro Hero3系列相機(jī)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定云臺(tái)。
無人機(jī)配合Oculus Rift使用,可以獲得虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。例如Parrot推出無線控制配件Skycontroller,用HDMI接口連上Oculus Rift,能直接操控飛行器的飛行,用上下左右按鍵,控制飛行器的運(yùn)行軌跡。借助“連接”方式,把人的感知帶到另一個(gè)真實(shí)空間。這樣的體驗(yàn)或許今后還能應(yīng)用在隧道、峽谷與水下等場(chǎng)景,探險(xiǎn)者將不再需要親歷,就能收獲刺激的感官體驗(yàn)。更重要的是,他不需要耗費(fèi)人力物力去建模、創(chuàng)建一個(gè)虛擬世界,任何一個(gè)地點(diǎn)都能成為新的游樂場(chǎng)。
根據(jù)大疆創(chuàng)新去年約30億的營(yíng)收規(guī)模以及數(shù)千元到數(shù)萬元的定價(jià),無人機(jī)出貨量也就幾十萬臺(tái),未來成長(zhǎng)空間極大。據(jù)TealGroup統(tǒng)計(jì),2014年全球民用無人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到28億美元,未來10年還將實(shí)現(xiàn)前所未有的持續(xù)增長(zhǎng),市場(chǎng)規(guī)模將翻倍以上增長(zhǎng)。
五、未來,無人機(jī)能為我們做些什么?
除了我們已經(jīng)熟知的軍事、商用和消費(fèi)功能,能夠“上天入地”的無人機(jī)未來可能給我們的生活帶來無限的驚喜。距離300米的高空沒有地面的擁擠和各種限制,未來無人機(jī)不僅能夠扮演超級(jí)速遞員和超級(jí)警察的角色,還能夠?yàn)榈孛嫣峁┑统杀?、機(jī)動(dòng)程度極高的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。把無人機(jī)想象成一個(gè)“會(huì)飛的傳感器”,無人機(jī)就成了工業(yè)4.0的一個(gè)空中數(shù)據(jù)端口,大至地球物理、氣象、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、小至個(gè)人位置信息,無人機(jī)將引爆一場(chǎng)空中的大數(shù)據(jù)革命!
1、工業(yè)4.0的空中數(shù)據(jù)端口!
我們認(rèn)為,作為一個(gè)“會(huì)飛的傳感器”,無人機(jī)未來在民用領(lǐng)域最具想象空間的應(yīng)用可能是作為空中的數(shù)據(jù)端口,為連接全球的工業(yè)4.0“大數(shù)據(jù)”系統(tǒng)提供更精確、更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)流。
從無人機(jī)最普通的巡檢功能說起,使用無人機(jī)在全國(guó)范圍內(nèi)來巡視農(nóng)田,可以比衛(wèi)星圖像更清晰地觀測(cè)到農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)、自然災(zāi)害、土壤變化等信息,無人機(jī)通過數(shù)據(jù)鏈接入全球互聯(lián)網(wǎng),可以將收集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給大宗商品分析師,用以判斷全球農(nóng)作物期貨市場(chǎng)走勢(shì);在未來的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中,小型無人機(jī)可以用來觀測(cè)作物是否缺水,將信息反饋給灌溉系統(tǒng)以調(diào)節(jié)水量。
從個(gè)人信息數(shù)據(jù)的獲取來說,無人機(jī)可以模擬WiFi熱點(diǎn),嗅探移動(dòng)設(shè)備的MAC地址,并根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度等對(duì)設(shè)備進(jìn)行三角定位,搜集的信息匯總起來則可以繪制出用戶的運(yùn)動(dòng)地圖,呈現(xiàn)出他通常會(huì)路過的街區(qū)、商店等,進(jìn)而有條件地對(duì)用戶進(jìn)行篩選,比如向“過其門而不入”的潛在消費(fèi)者推送優(yōu)惠促銷信息。通過對(duì)個(gè)人運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤,可以更全面地把握人群的生活習(xí)慣,為廠商提供更精確的參考數(shù)據(jù)。此外,在緊急情況下,也可以通過定位移動(dòng)設(shè)備來拯救生命。無人機(jī)通過受困者手機(jī)Wi-Fi信號(hào)來判斷受困者的位置。
這項(xiàng)技術(shù)和商場(chǎng)、超市中常用的室內(nèi)移動(dòng)設(shè)備定位技術(shù)如iBeacon有些許類似的地方,均可以在用戶經(jīng)過時(shí)推送促銷信息等。不同之處在于無人機(jī)更加靈活,可以在更加復(fù)雜的地理?xiàng)l件下對(duì)用戶進(jìn)行定位。
2、科技巨頭的下一站:提供靈活機(jī)動(dòng)、低成本的WIFI網(wǎng)絡(luò)接入
在全球有將近四十億的人口仍未接通互聯(lián)網(wǎng),如何解決互聯(lián)網(wǎng)接入問題,如WiFi的網(wǎng)絡(luò)部署,已成為人類十大解決難題之一。而無人機(jī)的能耗較低,但飛行時(shí)間卻較長(zhǎng),可以為更大范圍內(nèi)的用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。同時(shí)無人機(jī)具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性,可以根據(jù)某一區(qū)域內(nèi)的特殊需要來提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。
Google收購(gòu)Titan,用無人機(jī)搶占互聯(lián)網(wǎng)覆蓋市場(chǎng):在2014年4月份收購(gòu)了無人機(jī)公司Titan Aerospace。Titan Aerospace成立于2012年,其無人機(jī)試圖取代高成本的近地衛(wèi)星。目前已經(jīng)研制成功并開始測(cè)試無人機(jī)Solara50和60,可以通過太陽(yáng)能補(bǔ)充動(dòng)能,在近地軌道持續(xù)航行五年而不用降落。Solara無人機(jī)50米寬,可以承載32kg,速度達(dá)到104km/h,Titan表示通過特殊設(shè)備,其高空無人機(jī)最高可提供每秒高達(dá)1GB的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。
據(jù)稱在收購(gòu)之后,Titan Aerospace將會(huì)與Google的兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行合作,其中之一是通過高空氦氣球提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的ProjectLoon,除此以外,Google還計(jì)劃斥資10億美元,用衛(wèi)星提供互聯(lián)網(wǎng)覆蓋。氦氣球、無人機(jī)與衛(wèi)星三管齊下,再加上在城市推進(jìn)的有線光纖接入Google Fiber,可見Google對(duì)互聯(lián)網(wǎng)入口的重視程度。
不過,有線接入是在已有覆蓋地區(qū)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù),而前三種無線接入方式主要解決的是覆蓋問題。但相對(duì)而言,無人機(jī)技術(shù)可能會(huì)比氦氣球更有優(yōu)勢(shì),因?yàn)門itan Aerospace的無人機(jī)采用太陽(yáng)能提供動(dòng)力,續(xù)航能力可長(zhǎng)達(dá)一年,而氦氣球的部署成本太高,維護(hù)難度也相對(duì)較高;此外,無人機(jī)的其飛行高度既高于商業(yè)飛機(jī)的海拔,又低于衛(wèi)星的高度,使得它可以穩(wěn)定提供1Gbps的高速接入。所以未來Google的無人機(jī)可能會(huì)在小范圍內(nèi)提供大容量服務(wù),而衛(wèi)星則用于保證低速率需求地區(qū)的覆蓋。
Facebook為了下一個(gè)10億的用戶,用無人機(jī)覆蓋偏遠(yuǎn)地區(qū)
Facebook成立了Connectivity Lab(連接實(shí)驗(yàn)室),其使命就是開發(fā)包括衛(wèi)星、無人機(jī)在內(nèi)的各自互聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)。Facebook已經(jīng)以2000萬美金收購(gòu)另一家提供類似技術(shù)的無人機(jī)產(chǎn)商Ascenta。Ascenta的太陽(yáng)能無人機(jī)一次上天可以在20km高空持續(xù)飛行,滯空時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月。Facebook涉足無人機(jī)主要也是為了提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。為偏遠(yuǎn)地區(qū)居民提供可用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),以試圖贏取了下一個(gè)10億用戶。
3、會(huì)飛的配送快遞員
無人機(jī)送貨服務(wù)最著名的要數(shù)亞馬遜的Prime Air無人機(jī)物流計(jì)劃,2013年底,亞馬遜公布了一款叫Prime Air的8翼無人機(jī),能夠運(yùn)輸一件五磅重的快遞。Amazon現(xiàn)在依然致力于購(gòu)物領(lǐng)域,給與用戶無窮的選擇、最低的價(jià)格,以及未來將要實(shí)現(xiàn)的即時(shí)送達(dá)?,F(xiàn)在,亞馬遜的Prime Air已經(jīng)迭代進(jìn)入第九代,可負(fù)重5磅貨物,而這個(gè)重量覆蓋了86%的品類,同時(shí)能夠達(dá)到超過50英里/小時(shí)的速度飛行。已經(jīng)正式向FAA申請(qǐng)更大范圍的室外飛行測(cè)試。另外Google、UPS等也從2012-2013年就開始測(cè)試無人機(jī)送貨。
隨著大疆等幾千元高性能無人機(jī)的推出,無人機(jī)快遞可以大大降低“最后十公里”的物流成本:
能耗每單不到0.1元——以載重以2公斤計(jì)算,包裹10km范圍內(nèi)直接硬件成本(主要是能耗)不到0.1元,每單耗電10Ah,不到40Wh,耗電約0.03元;
無人機(jī)攤銷成本——以一個(gè)5000元的無人機(jī)測(cè)算,5年的運(yùn)營(yíng)壽命,加上每年20%的維護(hù)費(fèi),約6000元,4元/天,如果每個(gè)無人機(jī)每天完成10次任務(wù),這就意味著每個(gè)包裹攤銷成本0.4元;
合計(jì)每單不到0.5元的成本,相比目前的人工物流成本有明顯降低,因此從經(jīng)濟(jì)成本來看,無人機(jī)送貨具備明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
無人機(jī)物流最困難的是最后的貨物投送階段,僅知道目的地的GPS坐標(biāo)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。目前澳大利亞克林頓和格蘭特的方法是在無人機(jī)上加裝攝像頭,并在用戶的陽(yáng)臺(tái)上放一個(gè)大盒子,上有特定標(biāo)識(shí),無人機(jī)通過機(jī)器視覺識(shí)別并準(zhǔn)確投遞到用戶的陽(yáng)臺(tái)上。
此外,法規(guī)仍然是最大阻礙。近期美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)公布無人機(jī)管理的新法草案,
在FAA提議的新規(guī)則中,要求無人機(jī)必須在操作者視線內(nèi)。主要是限制商業(yè)無人機(jī)用于攝影、勘察線路、搜救以及監(jiān)控作物等,對(duì)于無人機(jī)物流服務(wù)不利。
4、個(gè)人安全的空中守護(hù)者
無人機(jī)已具備物流送貨、監(jiān)測(cè)信息、航空拍攝等各種功能,那么能夠記錄我們?nèi)粘I畹臒o人機(jī)的誕生是否也指日可待了呢?或許在不久的將來就能夠成為現(xiàn)實(shí),位于上海的AirMind公司開發(fā)出的“Mind4”四旋翼無人機(jī)被授予了“跟蹤者無人機(jī)”的稱號(hào),因?yàn)樗哂懈櫮骋恢付ㄈ宋锘蚰繕?biāo)并對(duì)其進(jìn)行拍攝的功能。
‘Mind4’的設(shè)計(jì)理念是為了記錄我們的生活,甚至是記錄非人類生物。“Mind4”配備的攝像頭能夠覆蓋到距離指定物體20米以外的地方。憑借其自動(dòng)導(dǎo)航功能,“Mind4”跟蹤選定目標(biāo)時(shí)的最大高度可達(dá)20米,最遠(yuǎn)身后距離可達(dá)50米。而且還能通過手勢(shì)對(duì)其進(jìn)行控制。
配備有內(nèi)置攝像頭的四旋翼無人機(jī)如今已經(jīng)廣泛普及,但大部分無人機(jī)仍需要對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控?;贕PS的追蹤技術(shù)無法確保物體所處方位(即攝像頭指向的位置)的精確性,原因在于民用GPS通常情況下都不精確。
考慮到這些年來民用無人機(jī)產(chǎn)品的快速發(fā)展,像“Mind4”這類產(chǎn)品的誕生也許已經(jīng)不足為奇了。未來更加成熟的可跟蹤記錄指定目標(biāo)的無人機(jī)可對(duì)個(gè)人安全實(shí)現(xiàn)全面的監(jiān)測(cè)和保護(hù)。試想一下:未來你的孩子上學(xué)或玩耍時(shí),會(huì)有一支無人機(jī)艦隊(duì)隨時(shí)跟蹤掃描危險(xiǎn),保護(hù)他的安全。
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無人機(jī)
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原文標(biāo)題:無人機(jī)基本知識(shí)大攻略
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