(1)世界十大最先進的無人駕駛飛機
RQ-7影子無人機
1,RQ-7影子無人機
RQ-7影子無人機是「影子」系列當中最新的無人機系統,享有「陸軍的眼睛」之美稱,可以讓陸軍指揮官在作戰中「第一發現,第一了解,第一行動」。 RQ-7可以探測到距離陸軍旅戰術作戰中心125千米以外的目標,可在8000英尺的高空全天候偵察到3.5千米傾斜距離內的地面戰術車輛;「影子」地面控制站可以近實時的速度將圖像與遙感勘測數據轉送到E-8「聯合星」飛機、全源分析系統(ASAS)、以及陸軍戰地火炮目標跟蹤與指示系統;RQ-7還可以為精確武器提供近實時目標定位數據。
蒼鷺無人機
2,蒼鷺無人機
以色列「蒼鷺」無人機是一種可以遠距離飛行的無人機,擁有捕食者一樣的眼睛。有效負荷為1噸,可飛抵伊朗核設施上空。 在驗收儀式上亮相的「蒼鷺」機鼻下方「長」著一個莢狀物,裡面裝有傳感器,能夠在日間或夜間對移動目標進行高清晰跟蹤。 操作員介紹了「蒼鷺」TP和有人駕駛飛機如何在執行任務時相互合作。簡單地說,就是「蒼鷺」提供信息,有人駕駛飛機負責投放制導飛彈。 高空飛行時,「蒼鷺」TP可能負責在打擊前提供有關目標的信息,竊聽敵方的電子通訊,並在襲擊之後傳回有關戰鬥損毀評估的信息。
美國RQ-8火力偵察兵無人機
3,美國RQ-8火力偵察兵無人機
2003年6月的一次飛行試驗中,一架「火力偵察兵」與其地面站之間通信聯絡被故意中斷,它最後自主返回預定點,並自行著陸和關閉發動機。為考驗飛機的自主能力,飛行任務過程中,無人機與其地面站之間在回收過程中始終沒有通信。這次成功的回收結果表明「火力偵察兵」可快速和自主地對中斷通信之類意外任務事故作出反應的能力,進一步證明該無人機系統的自主和成熟水平及其進行全部任務的靈活性。
法國「神經元」無人隱身攻擊機
4,法國「神經元」無人隱身攻擊機
"神經元"機長約10米,翼展約12米,全重約6000千克,採用1台"阿杜爾"(Adour)發動機,飛行速度約為馬赫數0.8。該機將具有低可探測性,採用飛翼布局,大量使用複合材料,安裝2個內部武器艙,攜帶數據中繼設備,並可能裝備1台雷達。技術驗證機預定在2011年年初首飛,2012年進行首次火力測試。
美國捕食者無人機
5,美國捕食者無人機
「捕食者」無人機,巡航速度126千米/小時,續航時間達40小時。除偵察設備,還可攜帶「地獄火」反坦克飛彈等精確制導武器。在伊拉克戰爭中,「捕食者」曾與米-25交戰,成為第一種直接進行空空戰鬥的無人機。 「捕食者」是美國通用原子公司在其「納蚊」750無人機的基礎上為美國空軍研製的中空長航時無人駕駛飛機,大小相當於F-16戰鬥機的一半,主要用於小區域或山谷地區的偵察監視工作,可為特種部隊提供詳細的戰場情報。
美國X-47B無人機
6,美國X-47B無人機
X-47B無人機是美國研發的最新型的無人機,它將是第一型實現航母起降的無人機,也是在30多年的時間裡,首款在航母上飛行的全新型飛機。
美國獵鷹高超音速飛行器
7,美國獵鷹高超音速飛行器
獵鷹高超音速飛行器 美國於2010年4月在太平洋上空試飛的一種最新超音速無人駕駛戰機,這種名為第二代「獵鷹」高超音速飛行器(HTV-2)的戰機,可攜帶5噸重的物資,以超過音速5倍的速度在2小時內可抵達世界任何地方。
英國「雷電之神」無人機
8,英國「雷電之神」無人機
2010年7月12日,英國BAE系統公司的首架高科技隱形無人飛機樣機揭開神秘面紗,這架名為「雷電之神」(Taranis)的無人機可進行洲際遠程打擊,其令人敬畏的「未來派」外觀酷似電影《星球大戰》中的飛行器。 據報導,「雷電之神」裝有隱形裝置,幾乎不會被地面雷達發覺。自動人工智慧系統和識別系統使它能夠對敵方進行監視和偵查。無人機上裝有飛彈等武器,具有遠程攻擊的能力。
美軍RQ-4「全球鷹」無人機
9,美軍RQ-4「全球鷹」無人機
美軍RQ-4「全球鷹」無人機是目前世界上飛行時間最長、距離最遠、高度最高的無人機,該機曾經創造且目前仍然保持著世界無人機領域的多項最高記錄。2003年8月,美國聯邦航空管理局向美空軍頒發了國家授權證書,允許美空軍的「全球鷹」無人機系統在國內領空實施飛行任務,使「全球鷹」成為美國第一種獲此殊榮的無人機系統。除國內空域,「全球鷹」無人機還被授權在澳大利亞、葡萄牙、西班牙、蘇格蘭、丹麥、加拿大、墨西哥、哥斯大黎加、宏都拉斯、委內瑞拉以及厄瓜多等國際空域進行飛行。
中國翼龍無人機
10,中國翼龍無人機
翼龍無人機是一架中國成都飛機設計研究所研製的中低空軍民兩用,具備全自主平輪式起降和飛行能力。是中國無人機製造領域「當家明星」。外形酷似美國較大的無人機MQ-9,但大小和MQ-1「捕食者」類似。重1.1噸,長9米,翼展有14米。「翼龍」最高可以飛到海拔5300米,航程可達4000公里,可用於軍事和非軍事行動。
(2) 全球十大頂尖無人機排行榜 你知道多少?
摘要:無人機是無人駕駛飛機的簡稱。由於沒有飛行員,無人機可以執行超越飛行員生理極限的或者危險的任務,比如長航時、大機動飛行或者在惡劣氣象條件、戰場等危險區域執行任務。毋庸置疑,如今的無人機早已超出了所謂「遙控...
無人機是無人駕駛飛機的簡稱。由於沒有飛行員,無人機可以執行超越飛行員生理極限的或者危險的任務,比如長航時、大機動飛行或者在惡劣氣象條件、戰場等危險區域執行任務。毋庸置疑,如今的無人機早已超出了所謂「遙控飛機」的概念,無人機在執行軍事任務方面所具有的無可比擬的優勢也讓很多國家對它寄予厚望。
NO.1 RQ-4A全球鷹無人機
「全球鷹」無人機是目前世界上飛行時間最長、距離最遠、高度最高的無人機,該機曾經創造且目前仍然保持著世界無人機領域的多項最高記錄。
2003年8月,美國聯邦航空管理局向美空軍頒發了國家授權證書,允許美空軍的「全球鷹」無人機系統在國內領空實施飛行任務,使「全球鷹」成為美國第一種獲此殊榮的無人機系統。
除國內空域,「全球鷹」無人機還被授權在澳大利亞、葡萄牙、西班牙、蘇格蘭、丹麥、加拿大、墨西哥、哥斯大黎加、宏都拉斯、委內瑞拉以及厄瓜多等國際空域進行飛行。無人機專家稱,這預示著無人機將可以像有人駕駛飛機一樣「列隊和飛行」
NO.2 X-47B無人機
X-47B無人機是美國研發的最新型的無人機,它將是第一型實現航母起降的無人機,也是在30多年的時間裡,首款在航母上飛行的全新型飛機。
X-47B無人機設計具有基本系統的各種能力,包括陸地操作、航空母艦操作以及自動空中加油。該無人機還將驗證重要任務的需求能力,例如持久監視和偵察、全天候精確跟蹤以及固定或移動目標的精確打擊。X-47B無人機能夠支持各種先進無人機配置和軍事作戰性能。
NO.3 獵鷹高超音速飛行器
高超音速飛行器 美國於2010年4月在太平洋上空試飛的一種最新超音速無人駕駛戰機,這種名為第二代「獵鷹」高超音速飛行器(HTV-2)的戰機,可攜帶5噸重的物資,以超過音速5倍的速度在2小時內可抵達世界任何地方。
HTV-2的載重量為5噸,是目前飛得最快的戰機。這種黑色的楔型戰機在2小時內可以飛行近1.7萬公里,相當於地球周長的一半,而洲際飛彈的射程只有5500公里至15000公裡間。
NO.4 英國「雷電之神」無人機
資料圖片:「雷電之神」無人機可進行洲際遠程打擊,其令人敬畏的「未來派」外觀酷似電影《星球大戰》中的飛行器
2010年7月12日,英國BAE系統公司的首架高科技隱形無人飛機樣機揭開神秘面紗,這架名為「雷電之神」(Taranis)的無人機可進行洲際遠程打擊,其令人敬畏的「未來派」外觀酷似電影《星球大戰》中的飛行器。
據報導,「雷電之神」裝有隱形裝置,幾乎不會被地面雷達發覺。自動人工智慧系統和識別系統使它能夠對敵方進行監視和偵查。無人機上裝有飛彈等武器,具有遠程攻擊的能力。「雷電之神」的設計適用於高速洲際飛行,在衛星監控下到達地球的任何一個角落。
NO.5 法國「神經元」無人隱身攻擊機
法國「神經元」無人隱身攻擊機即將下線交付,法國「神經元」無人機將與英國的「雷神」無人機爭奪試飛隱身無人攻擊機的第二把交椅,此前,美國已經試飛了X-45和X-47兩種隱身無人攻擊機
"神經元"機長約10米,翼展約12米,全重約6000千克,採用1台"阿杜爾"(Adour)發動機,飛行速度約為馬赫數0.8。該機將具有低可探測性,採用飛翼布局,大量使用複合材料,安裝2個內部武器艙,攜帶數據中繼設備,並可能裝備1台雷達。技術驗證機預定在2011年年初首飛,2012年進行首次火力測試(可能是投擲1枚制導炸彈)。整個計劃將進行大約100次試飛和2次火力測試
"神經元"項目由法國領導,瑞典、義大利、西班牙、瑞士和希臘參與。法國達索航空公司負責項目管理、系統構架設計、飛行控制系統和總裝;法國泰萊斯公司負責提供數據中繼設備和指揮控制接口;瑞典薩伯公司協助達索進行總體設計和試飛工作,並提供中機身、航空電子設備和燃油系統;義大利阿萊尼亞航空公司負責提供發射/彈射系統,電氣和空速子系統並參與試飛;歐洲航空防務與航天集團(EADS)旗下的西班牙航空製造股份有限公司(CASA)負責提供機翼、數據鏈和地面站;希臘航宇工業公司(HAI)負責提供後機身、尾噴管和綜合裝配架(integration rig);瑞士RUAG公司負責風洞試驗和提供武器發射裝置。比利時也打算參與該項目,其工作可能包括設計一種射頻衛星數據中繼設備
NO.6 捕食者」無人機
「捕食者」無人機,巡航速度126千米/小時,續航時間達40小時。除偵察設備,還可攜帶「地獄火」反坦克飛彈等精確制導武器。在伊拉克戰爭中,「捕食者」曾與米-25交戰,成為第一種直接進行空空戰鬥的無人機
「捕食者」是美國通用原子公司在其「納蚊」750無人機的基礎上為美國空軍研製的中空長航時無人駕駛飛機,大小相當於F-16戰鬥機的一半,主要用於小區域或山谷地區的偵察監視工作,可為特種部隊提供詳細的戰場情報。
該機於1994年作為美國國防部的先進概念技術驗證項目(ACTD)開始研製,7月首飛,1995年7月,曾被部署到波士尼亞上空收集情報,為聯合國戰場指揮部及時提供所需情報,並監視和中轉顯示敵方行動的圖像,同時還可跟蹤運動中的地對空飛彈系統。空中值勤共計120天,完成任務128項,飛行時間長達 850小時。1996年3月又在匈牙利作進一步的部署。1997年該項目被移交給美國空軍組建了第11、15和17偵察中隊,是美國國防部的第1個轉化為軍事用途的ACTD項目。
該機最初的任務主要是偵查,美國空軍編號為RQ-1。2001年2月,美國空軍為該機增加了雷射瞄準器和「海爾法」飛彈發射能力,使其具有了對地攻擊能力。2002年2月1日美國空軍於正式將該機的編號改為MQ-1,M代表多任務。1架「捕食者」無人機「價值450萬美元,1個完整的系統包括4架無人機和1個地面站控制站,總價值為3000萬美元。美國空軍裝備共有12個完整的「捕食者」系統(共48架無人機),組成3個偵查中隊。
該機的型別有:
MQ-1A:「捕食者」 基本型。裝備電光/紅外傳感器和合成孔徑雷達,具有全天候偵查能力。
MQ-1B:武裝偵察型。可用2枚「海爾法」飛彈替換偵查設備,實施對地攻擊
MQ-9A:「捕食者」B,「捕食者」的加大型,2003年10月初首飛,綽號「狩獵者」。採用渦槳發動機,增大了飛機尺寸,垂尾由倒V形改為V形,改善了飛行高度、速度、任務載荷和航程等性能。可以在 13000——15850m高度飛行,能攜帶8枚「海爾法」飛彈,並計劃增加攜帶「響尾蛇」空空飛彈和JDAM聯合直接攻擊武器的能力。美國空軍已經訂購了5架。
「牽牛星」(Altair) 「捕食者」B的改型,2003年6月11日首飛。通用原子公司為美國NASA的環境研究飛機和傳感器技術計劃(ERAST)發展的高空長航時無人機,翼展增加到26m,設計飛機高度15200m,續航時間可達44小時。
NO.7 RQ-7影子無人機
RQ-7影子無人機是「影子」系列當中最新的無人機系統,享有「陸軍的眼睛」之美稱,可以讓陸軍指揮官在作戰中「第一發現,第一了解,第一行動」。
RQ-7可以探測到距離陸軍旅戰術作戰中心125千米以外的目標,可在8000英尺的高空全天候偵察到3.5千米傾斜距離內的地面戰術車輛;「影子」地面控制站可以近實時的速度將圖像與遙感勘測數據轉送到E-8「聯合星」飛機、全源分析系統(ASAS)、以及陸軍戰地火炮目標跟蹤與指示系統;RQ-7還可以為精確武器提供近實時目標定位數據;RQ-7無人機系統體積小、重量輕,每3架C-130運輸機就可以將一套該系統部署往戰區內任何一個地方。
NO.8 哈比無人機
哈比無人機(IAI Harpy)是以色列的以色列航空工業公司(IAI)在20世紀90年代研製的,可以從卡車上發射的,可對雷達系統進行自主攻擊的無人機。
哈比的設計目標是攻擊雷達系統。哈比無人機配備有反雷達感應器和一枚炸彈,接受到敵人雷達探測時, 可以自主對雷達進行攻擊,因此被稱為「空中女妖」和「雷達殺手」 。哈比無人機的名字取自鳥身女妖(Harpy)。
在1997年的巴黎航展上,哈比無人機首次公開亮相。2000年,韓國花費5200萬美元引進100架哈比無人機。
NO.9 蒼鷺無人機
以色列「蒼鷺」無人機是一種可以遠距離飛行的無人機,擁有捕食者一樣的眼睛。有效負荷為1噸,可飛抵伊朗核設施上空。
在驗收儀式上亮相的「蒼鷺」機鼻下方「長」著一個莢狀物,裡面裝有傳感器,能夠在日間或夜間對移動目標進行高清晰跟蹤
操作員介紹了「蒼鷺」TP和有人駕駛飛機如何在執行任務時相互合作。簡單地說,就是「蒼鷺」提供信息,有人駕駛飛機負責投放制導飛彈
高空飛行時,「蒼鷺」TP可能負責在打擊前提供有關目標的信息,竊聽敵方的電子通訊,並在襲擊之後傳回有關戰鬥損毀評估的信息。此外,這種無人機還將用於監視針對空襲展開的任何報復行動,尋找火箭發射設施並對伊朗進行竊聽。
據以色列《國防現代化》雜誌披露,「蒼鷺」TP未來還可能充當空中加油機,在航行途中為其他無人機加油,拓展無人機集群的作戰半徑。此外,以色列方面還設想為「蒼鷺」TP加裝空對空飛彈,在「箭」式防空系統進行中段攔截之前,提前部署,攔截處於上升階段且無法進行機動的彈道飛彈,使之成為以色列防空網的「反導排頭兵」。
NO.10 RQ-8火力偵察兵無人機
高超的偵察能力是「火力偵察兵」的主要特點。它攜帶通用原子公司提供的具有地面活動目標指示器的Lynx合成孔徑雷達,機上裝置的光-電/雷射傳感器和雷射指示器/測距儀,可以提供極其精確情報、偵察和監視功能。諾 格還打算給它建立先進信息交流結構,使用戶可以直接從與「火力偵察兵」相連結的監視平台下載目標圖像,並重新調整傳感器來獲取更新的圖像。此外,美國最先進的ASTAMIDS空中探雷系統未來也將裝備「火力偵察兵」,該系統具有綜合多功能傳感器和電光紅外/多功能光譜成像設備,可用於探測有規律部署的地表地雷、埋藏地雷以及分散部署的埋藏地雷。此外,ASTAMIDS系統還可用於探測障礙物、作戰車輛和其他作戰目標,其中包括偽裝目標
該機的自主能力也具有相當水平。2003年6月的一次飛行試驗中,一架「火力偵察兵」與其地面站之間通信聯絡被故意中斷,它最後自主返回預定點,並自行著陸和關閉發動機。為考驗飛機的自主能力,飛行任務過程中,無人機與其地面站之間在回收過程中始終沒有通信。這次成功的回收結果表明「火力偵察兵」可快速和自主地對中斷通信之類意外任務事故作出反應的能力,進一步證明該無人機系統的自主和成熟水平及其進行全部任務的靈活性。
但是「生存」是否就應該成為人類排斥科技的藉口?雖然科技每一步的發展都意味著人類脖頸上的絞繩又一次收緊,但是作為生產力需求驅動的最終結果,科技的發展的直接結果都是提高生產力,負面效應只是間接後果,所以因噎廢食的做法絕不可取。更現實的做法是,通過現行的法律法規限制無人機來規範無人機的用途。
對於無人機,禁用的難點在於技術難度低,現有的成熟的無人機平台意味著幾乎稍微了解無人機操作和殺傷性工具組裝的人員都可以毫不費力地組裝這種低風險的恐怖主義工具。而更低的技術會帶來更大的監管難度,如果更多的泰勒·威爾遜(TaylorWilson)能夠在家中製作核聚變反應堆,那麼國際原子能機構IAEA的監管無從談起
但是處於政府層面,可以以槍枝管理的模式對無人機實行登記管制,專用無人機發放牌照、無人機操作師考取執照,限制無牌照無人機的生產和飛行,這樣可以比較有效地降低無人機成為公眾事件的危險元素,而且在載人飛行器將在數年內出現的大背景下,和載人飛行器在低空空域存在空間衝突的無人機管制也是非常必要的。
即便如此,也許我們現在習慣了頭頂上有「嗡嗡」飛過的無人機時會朝它做個笑臉,但是以後你可能會是另外一種心情。
https://kknews.cc/military/jzbajze.html(3) 全球十大頂尖無人機,音速5倍,2小時可抵達世界任何地方!
由於沒有飛行員,無人機可執行超越飛行員生理極限的或者危險的任務,比如長航時、大機動飛行或者在惡劣氣象條件、戰場等危險區域執行任務。毋庸置疑,無人機在執行軍事任務方面所具有的無可比擬的優勢也讓很多國家對它寄予厚望。
10【RQ-8火力偵察兵無人機 】2003年6月試驗中,火力偵察兵與地面之間通信聯絡故意中斷,它最後自主返回預定點,並自行關閉發動機。這表明該機可快速和自主地對中斷通信之類意外任務事故作出反應的能力。它攜帶通用原子公司的地面活動目標指示器的Lynx合成孔徑雷達,機上裝置光-電/雷射傳感器和雷射指示器/測距儀,可以提供極其精確情報、偵察和監視功能。
9【蒼鷺無人機】該機可遠距離飛行,有效負荷為1噸,可飛抵伊朗核設施上空。在驗收儀式上該機鼻下方裝有傳感器,能在日間或夜間對移動目標進行高清晰跟蹤。該機還能充當空中加油機,在航行途中為其他無人機加油。此外,以色列方面還想加裝空對空飛彈,使之成為以色列防空網的反導排頭兵。
8【哈比無人機】該機是以色列航空工業公司在20世紀90年代研製的,可卡車上發射,可對雷達系統進行自主攻擊。哈比設計目標是攻擊雷達系統。該機配備有反雷達感應器和一枚炸彈,接受到敵人雷達探測, 可自主對雷達攻擊,因此被稱為「空中女妖」和「雷達殺手」 。1997年的巴黎航展上,哈比無人機首次公開亮相。2000年,韓國花費5200萬美元引進100架哈比無人機。
7【RQ-7影子無人機】它是陸軍的眼睛,該機可探測到距離陸軍旅戰術作戰中心125千米以外的目標,可在8000英尺的高空全天候偵察到3.5千米傾斜距離內的地面戰術車輛;影子地面控制站可以近實時的速度將圖像與遙感勘測數據轉送到E-8「聯合星」飛機、全源分析系統、以及陸軍戰地火炮目標跟蹤與指示系統;還可為精確武器提供近實時目標定位數據;該機系統體積小、重量輕,每3架就可將一套該系統部署往戰區內任何地方。
6【捕食者無人機】該機巡航速度126千米/小時,續航時間達40小時。除偵察設備,還可攜帶「地獄火」反坦克飛彈等精確制導武器。在伊拉克戰爭中,捕食者曾與米-25交戰,成為第一種直接進行空空戰鬥的無人機。該機最初的任務主要是偵查,美國空軍編號為RQ-1。2001年2月,美國空軍為該機增加了雷射瞄準器和海爾法飛彈發射,2002年2月1日美國空軍於正式將該機編號改為MQ-1,價值450萬美元。
5【神經元無人隱身攻擊機】該機將與英國的雷神無人機爭奪試飛隱身無人攻擊機的第二把交椅。法國、瑞典、義大利、希臘、瑞士、比利時等國家參與了此項目。
4【雷電之神無人機】2010年7月12日,英國BAE系統公司的首架高科技隱形無人飛機樣機揭開神秘面紗,該機裝有隱形裝置,它能對敵方進行監視和偵查。無人機上裝有飛彈等武器,具有遠程攻擊的能力。該機的設計適用於高速洲際飛行,在衛星監控下到達地球的任何一個角落。
3【獵鷹高超音速飛行器】這種名為第二代獵鷹高超音速飛行器的戰機,以超過音速5倍速度在2小時內可抵達世界任何地方。載重量為5噸,是目前飛得最快的戰機。這種黑色的楔型戰機在2小時內可以飛行近1.7萬公里,相當於地球周長的一半,而洲際飛彈的射程只有5500公里至15000公裡間。
2【X-47B無人機】將是第一型實現航母起降的無人機,該機設計具有基本系統的各種能力,包括陸地操作、航空母艦操作以及自動空中加油。該無人機還將驗證重要任務的需求能力,例如持久監視和偵察、全天候精確跟蹤以及固定或移動目標的精確打擊。X-47B無人機能夠支持各種先進無人機配置和軍事作戰性能。
1【RQ-4A全球鷹無人機】是目前世界上飛行時間最長、距離最遠、高度最高的無人機,該機曾經創造且目前仍然保持著世界無人機領域的多項最高記錄。2003年8月,美國聯邦航空管理局向美空軍頒發了國家授權證書,全球鷹無人機系統在國內領空實施飛行任務,使全球鷹成為美國第一種獲此殊榮的無人機系統。
https://kknews.cc/zh-tw/military/ebkekz.html(4) 無人機是商機,還是危機?
一、前言
無人機已有90年發展歷史,早期皆以軍事用途為主。近年來受到物聯網概念發酵,同時資訊、通信與網路技術得以整合,使得無人機從消費性休閒娛樂玩具滲透到商業、農業、國防領域高價值應用,成為指日可待的殺手級產品。
無人機是一種無人飛行載具,常見幾種英文名稱,有:Drones、Unmanned Aerial Vehicles (UAVs)、Unmanned Aerial Systems (UAS),或稱quad-copters四軸飛行器,不需要駕駛員登機駕駛的飛行器,而是透過無線通訊系統從遠端操控,或完全自主飛行。無人機以技術高低來說,分兩種類型:第一種是以四個螺旋槳起飛的「旋翼機」,以手動遙控,滯空時間短,僅能在視距內飛行,例如:亞馬遜Prime Air、大疆Phantom等。另一種則是「定翼機」,可飛至十多公里外,速度達近百公里,多採自動駕駛,例如:Google及Facebook太陽能無人機,打造高空基地台的運行目標。
二、至少六種技術的融合
事實上,無人機具有顛覆產業未來的潛力,因為它至少實現六種技術的融合:
(一) 物聯網感測器:無人機搭載各種感測器(熱成像、壓力、音頻、輻射、化學、生物)並接入網路聯網世界,便於無人機向外溝通並與運營商聯絡。
(二) 先進電池技術:提升電池能量密度,延長無人機的巡航時間。例如,利用太陽能電池技術使得高海拔無人機可持續飛行一周。對小型無人機而言,電池趨向微型減量化。
(三) GPS定位技術:穩定飛行路線及精準降落定位。
(四)圖像處理及高解析鏡頭:甚至支援3D深度感知拍攝RealSense及擴增實境技術。
(五) 3D列印:機身維修配件列印。
(六)人工智慧:透過機器學習,未來允許無人機自主飛行及自主運作。
三、無人機應用產業
事實上,無人機依用途不同而有各式各樣外型及種類。目前,無人機用途主要用於小型包裹運送及休閒娛樂較多。在不久將來,它將有數千種用途,甚至可廣泛擴及農業、國土保護監控、緊急救災、軍事偵察、太空探險等應用,如下應用領域說明:
- 農業輔助:利用無人機噴灑農藥、灌溉農田、監控農作物生長及防害,收集作物健康與產量的實時數據。
- 貨物運輸/物流:遞送小型物品,如Matternet 建造無人機網絡向全球的偏遠農村、島嶼、深山運送食品和醫療用品。
- 山林及動物管理監測:利用裝設在無人機上的高性能攝影機,不分晝夜地24小時遠端監控山林是否出現異常現象,包括:山林大火、嚴重病蟲害、林木盜伐、動物遷移,還能遠端操控無人機、近距離拍攝目標物,也能透過無人機定位數據迅速到達事件地點。
- 城市基礎設施規劃,安全檢查和維護:對於具高度危險的定期安檢、診斷,如高壓電線、鐵軌或是人類不易到達的高樓層建築物等。
- 國土調查、巡邏:土地測量及監控國土邊境是否出現異常,全天候360度無死角的監控,有助提高國防安全。
- 氣候/環境監測:從收集資料到監測作業,尤其極地區、沙漠、大草原的環境等。
- 快速響應與緊急救援:利用無人機進行突發新聞/災難/戰區情況信息傳送、搜救行動。
- 執法/邊界與反恐:同步監控海防或邊境,並及時阻止非法活動,或在事後透過影像證據逮捕嫌犯,遏止不法行為。以及國家面臨在生物輻射或恐怖威脅,扮演搜查並連繫的角色。
- 通訊網路活用:作為通信基地台或低空衛星。目前無人機操控以Wi-Fi為主,日後使用範圍可擴及LTE,或如Google為全球打造一個平流層氣球網絡,隨時隨地提供低成本且覆蓋整個地球的連網接入服務。
- 娛樂/電影/運動攝影:愛好者可以透過無人機以各種角度或高度進行拍攝。
未來,人類還可應用無人機於外太空探險:在浩瀚宇宙中派遣無人機到外太空進行探索。
四、各國無人機適航法規之進展
隨著,全球各地使用無人機發展火熱,應用越來越廣泛,然而,目前無人機飛行管理法規尚停留在試行階段,正式完整適用法規尚未出爐。其中,以中國大陸及歐盟較積極。事實上,為因應無人機產業快速發展的需求,目前,大多數國家是基於同類別有人機適航規章進行裁剪、修訂或補充的方式進行制定對應的無人機適航標準。根據美國FAA通用航空研究中心(CGAR)在2007年年會上公布的數據表明,30%的有人機法規可直接用於無人機;54%的有人機法規需要修訂後用於無人機;16%完全不能用於無人機。
表1、歐美中有關無人機適航法規之進展
國家 | 發布日期 | 規範名稱 | 何時實施 | 管轄單位 |
歐盟 | 2015.7.31 | * Concept of Operations for Drones * Proposal to create common rules for operating drones in Europe (A‑NPA 2015-10) |
2017.1 | 歐洲航空安全局 (EASA) |
美國 | 2016.6.21 | The Small UAS Rule (Part 107) | 2016.8.29 | FAA |
中國大陸 | 2015.12.29 | *《輕小無人機運行規定(試行)(AC-91-FS-2015-31)》 *《民用無人機駕駛員管理規定 (AC-61-FS-2016-20)》 |
2016.7.11 | 中國大陸民用航空局飛行標準司 |
(一) 歐盟提出無人機營運之共同規範 (A‑NPA 2015-10)
2012年,由歐盟多個組織和專家組成歐洲無人機領導小組(The European RPAS Steering Group, ERSG),以制定民用無人機融入歐洲航空系統的路線圖(Remotely Piloted Aircraft Systems Roadmap)。2013年6月,ERSG將路線圖提交歐盟委員會,闡述為實現民用無人機安全融入歐洲航空系統需要考慮的問題及解決問題步驟。
該路線圖分為4個時間區段完成,分別是2013年、2018年,2023年和2028年。路線圖也將之前歐盟各國及組織的無人機發展規劃進行了協調統一。
為了統一歐盟各會員國無人機相關管理辦法,由歐洲航空安全局 (European Aviation Safety Agency, EASA)負責提案給歐盟委員會進行討論審理,終於2015年7月31日提出兩個關於無人機的法規方案:(1)無人機運行概念 (Concept of Operations for Drones);(2) 歐盟無人機運行的共同規範提議Proposal to create common rules for operating drones in Europe (A‑NPA 2015-10),提出33項規章制修訂建議項目。歐盟擬議的監管政策架構適用於商業和非商業的運營活動,預計於2017年1月開始陸續正式推出。
EASA對無人機監管的規則依據性能和風險,區分成三類:
(1)開放類Open(低風險):針對風險非常低的無人機運行類型,不論是民用或商用皆無需通過航空監管部門的審理,也無針對運營商和飛行員的資質要求。該類無人機的安全性是僅須通過運行限制、符合行業標準、保證對某些功能的最低要求及運行規則。該類別由警方監管。(重量25公斤以下,可視範圍且離人與地面150公尺安全距離內飛行,並與其他領空的使用者分開。)
(2)特定類Specific(中等風險):針對特定類型的無人機運作活動具有一定的風險者,需要通過額外的限制或通過對設備和人員能力提出更高的要求來控制風險。該類型由成員國民航當局(NAA)授權,可設立一個認證機構協助經營者來進行風險評估。(這類無人機的設備、零件及功能須各自取得認證通過,例如「偵測及閃避裝備」等。)
(3)審定類Certified(高風險):針對無人機運行的風險上升到類似於正常載人航空器運營的風險水準,將被歸類在審定類。基本上,該類無人機運行將視同載人機,所以適航審定政策基本是一致的,需要取得多個批准。該類別的要求與載人飛機適航管理相同。由NAA和EASA監管。
歐盟特別要求安全風險的監管,在未來的無人機監管政策必須加以解決:
-與有人駕駛飛機的空中相撞;
-對人員的傷害;
-對財產的傷害,特別是關鍵或敏感的基礎設施的傷害。
由於,由EASA提出監管框架是對歐盟所有類型無人機的規範。因此,將取消各成員國原先設定無人機的150公斤監管限制。
(二) 美國公佈商用小型無人機使用規範 (The Small UAS Rule (Part 107))
美國聯邦航空局 (FAA)於2016年6月21日通過商用小型無人機安全使用規範最終版,預計將於8月29日開始執行。
根據FAA公佈的新規範,主要如下:
1. 無人機連機載貨重量不得超過50磅(25公斤),
2. 只可在日出及日落前30分鐘飛行,
3. 無人機在操作員視線範圍內飛行,飛行高度在400英尺(約122m)以下,飛行時速在100英里(約160km/h)以下
4. 新規列明無人機不可在特定地區空域飛行,包括夏威夷、哥倫比亞特區等。
5. 無人機操作人員,必須年滿16歲,並持有遙控飛行證書。
(三) 中國大陸方面
2009年發布《民用無人機空中交通管理辦法》指出,組織實施民用無人機活動的單位和個人應當按照《通用航空飛行管制條例》等規定,申請劃設和使用空域,未經地區管理局批准,禁止在民用運輸機場飛行空域內從事無人機飛行活動。
2015年12月29日,中國民用航空局飛行標準司發出《輕小無人機運行規定(試行)(AC-91-FS-2015-31)》結合運行規定進一步規範無人機駕駛員管理規定,進行了第一次修訂,新版《民用無人機駕駛員管理規定 (AC-61-FS-2016-20)》於2016年7月11日生效。
主要內容包括重新調整無人機分類和定義,新增管理機構管理備案制度。納管範圍包括在可視距離內或外操作、機身重量在116公斤以下、起飛重量在150公斤以下、校正後飛行速度在時速100公里以下的無人機,需配備電子圍欄和無人機雲系統。
電子圍欄的主要功能是可阻攔其他飛行器材飛入劃定的特定區域;無人機雲系統則是類似黑盒子,可記錄無人機所有飛行和動態資料,系統連接後,無人機會即時傳送飛行數據,對無人機的位置、飛行高度、速度等狀態進行即時監控,相關資料必須保留3個月以上,並可對侵入電子圍欄的無人機發出警報,另外也可提供氣象等周邊服務。
對無人機系統駕駛員實施了分類管理,且增加了管理備案制度,提出Ⅰ、Ⅱ類(即7公斤以下)如運行需要,駕駛員可在無人機雲系統進行備案。備案內容應包括駕駛員真實身份信息、所使用的無人機型號,並通過在線法規測試。對行業協會要求:建立駕駛員考試體系和標準化考試流程,可實現駕駛員訓練、考試全流程電子化實時監測;建立駕駛員管理體系,可以統計和管理駕駛員在持證期間的運行和培訓的飛行經歷、違章處罰等記錄。
(四) 我國方面
行政院已於2015年9月通過民航法部分條文修正草案,以無人機重量15公斤作為單一切分管理點,但最後的法規樣貌為何,有待2016年立法院新會期審議。
五、我國、中國大陸及南韓無人機發展政策
由於,商用無人機產業應用,帶來商機的同時,也將解決人力短缺及增加產業生產力的效益,在未來十年至少帶來逾千億美元經濟效益,及製造逾10 萬個新的就業機會。
我國方面,依據蔡政府提出五大創新產業,將無人機納入智慧機械之『建構智慧機械產業生態體系』及國防產業之航太工業發展『無人飛行載具』。
中國大陸方面,依據『中國製造2025』將無人機納入航空航天裝備重點領域發展技術,預計分三個五年達成:
- 2020年達到無人機實現預編程控制、動平台起降、靜態環境適應能力,以及小型化、大載荷能力。
- 2025年達成無人機自主能力進一步提高,動態環境適應能力增強,仿生飛行器取得明顯進展。
- 2030年達到無人機環境適應能力進一步增強,可實現多機合作,仿生飛行器開始產業化、規模化應用。
南韓方面,2016年3月宣布要扶植八種無人機應用產業領域:貨物運輸、山林保護、監測、建築物的安全檢測、國土調查巡邏、海岸地區管理、活用通訊網絡、攝影、休閒以及農業輔助。但根據韓國無人機產業振興協會公布的數據,韓國無人機業者有1,200多家,但卻僅20至30家企業能夠獲利。因韓國的無人機企業有近八成都是無人機拍攝影像的小企業,真正進入無人機製造相關企業非常少,或是進口零件後再組裝。因此,南韓政府改由無人機軟體服務層面切入才有勝算。
六、未來發展挑戰
一、延長飛行時間可以讓應用變得更廣。
目前,一般消費型無人機以30分鐘內航行為主,突破有限的飛行時間是首要任務。如果能夠製造出飛行一小時以上的無人機將改變市場。
二、突破偵察與閃避技術領域,即時躲避障礙以減少錯誤發生。
對於無人機來說,偵察與閃避技術(sense and avoid)須安裝額外感測器,比如雷達,以確保無人機在公共領空中安全的飛行。若利用無人機本身攜帶的視訊攝影鏡頭即時識別物體,將會形成無人機本身龐大的運算能力,容易耗電而減短飛行時間。目前有些公司正嘗試解決這個問題,例如:Yuneec Typhoon H無人機結合英特爾 RealSense技術,實現飛行規避碰撞的能力。
三、讓無人機自主飛行,數據即時傳到雲端並分析應用才是重點。
四、無人機的顛覆性將面臨諸多社會、國防、法律挑戰。
利用無人機輔助之非法行為,引發安全及潛在衝突,例如:對隱私、間諜方面問題的擔憂;產生噪聲污染,空中交通造成混亂,還有偷盜和商業使用問題。
五、創造有利無人機產業發展的法規和商業環境。
無人機成功將 顛覆許多產業。未來將減少人力去運送貨物,物流運輸成本可望大幅降低。政府須及早創造有利無人機產業發展的法規和商業環境,否則將造成國內人才流失及工作機會減少。
六、結論
由於,無人機至少融合六種核心技術,可同時拉抬台灣廠商步入物聯網的機會。只可惜,目前台灣公司以進口零件後再組裝為多,真正進入無人機自產製造者較少,因此若不掌握真正核心技術,難以從中獲利。對政府政策建議,未來無人機應鼓勵開發關鍵零組件及自主飛行控制軟體整合。
本研究目的,協助找出適合我國無人駕駛航空器系統的適航法規,以供主管單位編定適合無人駕駛航空器系統的適航法規之參考。
無人機是商機,還是危機?未來,無人機也將創造新的工作機會,同時也解決人口老化及人力短缺的問題。先進科技為人類帶來美好便利生活環境,但無人機也可能遭有心者蓄意利用,甚至危及國家安全。無人機發展已成為一種趨勢,若國內法規不鬆綁將迫使業者往海外市場發展。所以,政府須創造有利的無人機產業環境及合宜的法規。
Reference: https://portal.stpi.narl.org.tw/index/article/10265(5) 國產無人機市場與國際接軌 產業供應鏈全揭秘
無人機作為當下最火的電子技術應用之一,已在航拍、快遞、災後搜救、數據採集等領域獲得了廣泛應用。據數據分析,2013-2022年,我國民用無人機需求總額將由2013年0.5億美元增至2022年2.8億美元,需求總額將達到14億美元,約占十年無人機需求總額的10.4%,十年複合增長21%,無人機的市場發展潛力巨大。
一、 國產無人機穩紮穩打 引領全球市場熱潮
儘管國際上眾多巨頭紛紛布局無人機行業,但在民用消費型無人機這一快速成長的市場,國內企業無論在技術還是銷量上都略勝一籌,並且不斷占據著絕對的主導地位。以大疆創新、零度智控、億航科技、臻迪智能等著名無人機廠商為代表的國內消費級無人機企業近年來正飛速發展,在規模上已遠超國外企業。而他們在該領域的突破主要依賴於我國在民用小型無人機硬體上的成本優勢和技術上的先發優勢。
藉助於國內完善的電子元器件供應鏈,國內無人機企業能夠以較低的成本生產和銷售產品。國內諸如大疆、零度智控等這樣的企業大都發源於高校及軍事院所,在技術上具有較多的儲備,加上國內企業相關軟體和算法技術的儲備,企業獲得了先發優勢,在技術上領先國外企業,迅速在全球無人機市場占據先發優勢。
國內民用無人機主流生產商
二、 機身性能要求高 複合材料成致勝法寶
無人機機身是搭建無人機平台的重要部分。據了解,現在國外無人機無一例外地大量使用了複合材料結構,有些甚至是全複合材料結構。以複合材料為核心的無人機機體設計/ 製造技術是影響無人機發展的關鍵技術之一。目前,應用於無人機的複合材料主要融合了碳纖維、玻璃纖維以及樹脂三大基礎材料,雖然其不能夠像金屬結構件那樣得到精確的幾何或構型尺寸,但相比傳統金屬材料,複合材料擁有強度和剛度高、熱膨脹係數小、抗疲勞能力和抗振能力強等絕對優勢,而且應用於無人機結構中可以減重25%-30%。
當前,複合材料在無人機領域已成為主要結構材料,具有更好的結構剛性及工作穩定性,整個系統高度集成化的設計,使安裝調試工作變得更加簡單快捷,中心架具有更大的可用空間,方便安裝及內置各類航拍輔助設備,使航拍系統擁有更強的美感。將複合材料直接應用於無人機結構上,對減輕空機身重量、增加有效載荷、提高安全性和隱身性具有重要的作用。據統計,目前世界上各種先進無人機的複合材料用量一般占機體結構總重的60%-80%,複合材料的總用量可達90%以上。在全球無人機產業快速發展的今天,基礎材料產業也應伺機而動。
國內主流的無人機機體結構件供應商
三、三大部件齊發力 電池成「中堅力量」
說道無人機動力系統,就不得不提及其三大重要組成部分:電機、電調和電池。電機主要為無人機的旋翼提供機械動力源,而電調的作用就是將飛控板的控制信號,轉變為電流的大小,以控制電機的轉速,而電池理所當然就成為提供這一切運動的電力來源,是無人機動力系統的「中堅力量」。
而目前的主流無人機產品當中主要使用的都是鋰電池,隨著無人機應用領域的逐步拓寬和市場份額的不斷增長,這一「新藍海市場」極大的帶動了鋰電池產業的需求增長。在市場的進一步成熟和鋰電池技術的不斷發展下,無人機鋰電池勢必將成為推動消費類鋰電池市場快速增長的亮點。相比於普通電池,無人機電池的使用工況和環境更為複雜,還需要滿足一定的功能需求,所以對鋰電池的要求也就更高,一般的高倍率電池難以滿足無人機的使用性能。無人機鋰電池要滿足在3C(25℃)倍率放電的過程中,續航20分鐘,循環達到300次,還需要滿足潮濕、高溫、高壓等不同條件下的穩定性。
由於電池成為之前多起無人機爆炸、起火事件的罪魁禍首,廣東質檢院提出了行業標準,並由大疆科技、ATL、欣旺達、深圳標準院、豐江電池、海盈科技、天貿電池、格瑞普、迪比科、深圳巴倫等公司參與聯合起草的《無人飛行器鋰離子電池及電池組技術要求》在今年6月已正式發布。初衷在於規範行業發展,保障消費者安全,避免惡性競爭,提高中國企業進入國際市場的競爭力,可見鋰電池產業對於無人機行業的持續健康發展還是至關重要的一環。
無人機動力系統三大部件主流廠商
四、飛控系統:群雄逐鹿,競爭激烈
飛控之於無人機,就相當於大腦之於人,是非常核心的部件。除了控制電池、攝像頭以及連接遙控外,飛控最重要的功能是分析傳感器數據並控制飛行姿態。也就是說無人機的飛行安全與性能表現,絕大部分依靠飛控。而目前國內飛控系統領域活躍著大疆、上海極翼、賽維智能、零度智控、普洛特UP-X以及極飛科技等無人機主流廠商,各自投入無人機產品研發領域的同時,對於飛控系統的講究也各有特色。
1、大疆:雙傳感契合,雙目立體保證精準懸停
就拿大疆最近新發布的一款無人機Mavic為例,Mavic的飛控系統優勢是採用了慣性測量單元(IMU)和指南針這兩大核心傳感器的冗餘備份設計。讓兩套傳感器同時運行,並且受到故障診斷系統的實時監控,一旦出現工作異常就會自動切換至另一套傳感器繼續工作。而目前傳感器失效是無人機的重要安全威脅之一,Mavic配備了兩套IMU和指南針傳感器,在一組傳感器出現異常時,備用傳感器馬上介入,保障飛行平穩可靠。
除此之外,基於GPS的定位技術只能在戶外空曠環境下實現飛行器懸停定位功能,一旦飛行器靠近建築或者其他遮擋GPS信號的環境時,便無法定位從而產生飛行漂移。而Mavic採用了雙目立體視覺系統實現室內或無GPS信號下的精準懸停。
2、上海極翼:精進算法,提升減震
上海極翼在市場主流飛控p2、p2 pro基礎上進行了優化升級,p2飛控內置了USB模塊分離成單獨模塊,讓使用者操作更方便;而p2 pro更改了外形顏色及設計的同時,還精進了算法,新增了慣性測量單元(IMU)的減震方式。除此之外,p2和pro都新增了手機地面站功能,同時支持安卓和ios手機系統,只需用手機就可以直接操控無人機,應用更加便利,將給用戶帶來更多飛行樂趣。
3、零度智控:精簡結構與獨立控制並行
零度智控擁有兩款無人機飛控產品:「X4-V2」和國內首個雙余度飛控「雙子星(GEMINI)」。「X4-V2」採用創新的All-in-One設計理念,將控制器、3軸陀螺儀,3軸加速度計、氣壓計和內減震器等集成在一個精鍊的模塊中,從而實現平穩姿態、鎖定高度等飛行控制功能,具備安裝便捷,空間節減,重量縮減的顯著特點。
而「雙子星(GEMINI)」作為國內首個雙余度安全飛行控制系統,其集成了兩套獨立工作的MC(內置IMU)、GPS、磁羅盤,當主控設備出現意外時熱備的從控設備會自動接管對飛行器的控制,提供多重安全保障。支持零度安全傘,意外情況自動開傘,保障飛行作業極致安全。不過,據編者了解,目前這兩款飛控產品已經暫停零售。
4、極飛科技:協同工作+斷電保護,工業級器件更穩定
極飛科技主打農業無人機系統,其SUPER X2飛行控制器採用了工業級元器件、傳感器,耐極端環境。支持熱插拔,雙電源協同工作,寬電壓輸入,內置UPS斷電保護,兼容植保行業主流的4、6、8軸飛行器,同時採用了工業級陀螺儀,支持電機轉速反饋,支持全程自主飛行控制,確保無人機系統安全穩定的飛行。
五、雲台:二軸漸隱退,三軸成主流
作為發揮航拍無人機最終能力的樞紐,雲台的好壞逐漸成為消費者判斷無人機拍攝能力的關鍵點。雲台是安裝在無人機上用來掛載相機的機械構件,看似一個默默無聞的部件,然而對於穩定航拍來說卻起著非常大的作用。
目前,三軸增穩雲台和兩軸增穩雲台是目前市場上最為常見的兩種雲台設備。其中,三軸穩定航拍雲台由於其對航拍時的畫面有全方位的穩定控制,保證畫面清晰穩定的優勢,日漸成為主流航拍無人機廠商的首選,現在主流航拍無人機所採用的航拍防抖雲台,如:億航GhostDrone2.0、零度XPLORER、大疆Phantom3都使用了3軸航拍穩定器;但其缺點是工程造價較貴,由於電機控制,所以相對會耗電,降低航拍的續航時間。例如大疆在最近發布的Mavic上的標配就是小巧的三軸機械雲台,其最寬處僅為36.5mm,三個維度上都配備了無刷電機,對相機的角度進行高精度控制,根據飛行姿態實時調整方向消除相機的晃動和抖動,時刻保證拍攝畫面的穩定。
相比三軸增穩雲台,兩軸雲台就沒有那麼吸引人了。事實上,兩軸增穩雲台是三軸雲台的縮減版,由於其能夠大幅降低成本,同時也能省去垂直方向上的穩定補償,對耗電也會有所幫助,因此被市場上一些定位在低端產品的無人機所大量採用。不過,隨著無人機行業整體水平的逐漸提高,兩軸雲台也日漸隱退。
六、圖傳系統:發展迅速,百家爭鳴
作為無人機的圖像顯示模塊,無人機圖像傳輸系統的功能就是將天空中處於飛行狀態的無人機所拍攝的畫面實時穩定的發射給地面無線圖傳遙控接收設備,其主要由發射端、接收端和顯示端三部分組成。而圖像傳輸距離的遠近,圖像傳輸質量的好壞,圖像傳輸的穩定性等是衡量無人機圖傳性能的重要因素,同時圖像傳輸系統的性能也是區分無人機檔次的一個關鍵。
無人機之所以能夠一躍進入大眾視野並迅速在大眾市場火熱發展,是很多人始料未及的。從剛開始的空中攝錄,到後來的實時攝錄,方便的圖像傳輸功能無疑為無人機加足了籌碼,賺足了眼球。如今,無人機市場逐漸爆發,越來越多的產業鏈相關企業也都開始在這一新興市場發力,也形成了一種「百家爭鳴」的態勢。
主流圖傳系統供應商
七、主控晶片:多家晶片廠商競合 無人機產業大熱
隨著近年來無人機技術在農業、物流等其他應用場景下的需求被不斷發掘,一次足以席捲產業上下游的狂熱隨之而來,這自然也少不了其最核心的無人機晶片領域。為了搶占高地,各大晶片廠商也開始了一場場「戰火紛飛」的無人機晶片市場爭霸賽。
而目前,主流的無人機主控晶片廠家有高通(Qualcomm)、Intel(英特爾)、ST(意法半導體)、TI(德州儀器)、SamSung(三星)、全志等等。遍觀無人機市場的上游晶片供應商,尤其是主控晶片,仍然是以歐美韓系廠商為主導,這與我國半導體及晶片設計產業的發展是息息相關的。
(6) 無人機
無人機,簡單的解釋就是不需要登機駕駛。
最早無人機出現在第一次世界大戰中,當時主要用於在敵方投放炸彈和訓練防空炮手當打靶。在操作上,無人機有不同程度的操作自由度,其中有半自動,全自動,手動。
無人機先是在軍事領域得到廣泛應用,一般用於執行反人類軍事行動,其手段被形容為「冷酷、骯髒、危險」,且具有強大殺傷力。
MQ-9 Reaper,著名的殺人無人偵察機
英國BAE Mantis武裝機
因為早年在中東的黑歷史再加上2015年11月巴黎襲擊事件後,無人機策略已淪為極端武裝招募人員、收買人心的工具。任務中大量被屠殺的平民照片和平民家屬淪為ISIS的招募宣傳。(嘿嘿解釋下歷史事件)
中東的黑歷史 2015年10月底一份中東暗殺計劃被美國高級黑客網站攔截髮表。文件中驚人揭露了,歐巴馬長期支持無人機計劃以及中東暗殺計劃的細節。然而這些計劃的決策過程無一不透露了極度草率,計劃最後直接導致了約90%的死傷是平民被誤殺,而恐怖份子的死傷卻占不到10%。來自於中東的戰爭評論者試圖糾正這些已經被美軍美化的報告,甚至稱被無人機射殺的遇難者中恐怖份子占比不到2%,98%都是平民。
然而凡事有兩面,無人機在很多領域也發揮著巨大作用,可以說無人機技術是未來人類世界關鍵核心的技術。
除了軍用無人機,還有民用和消費級無人機。
在民用領域,民用無人機可以做到影視航拍、快遞運輸、農業植保、災難救援、觀察野生動物、監控傳染病、測繪、新聞報導、電力巡檢。
消費級無人機一般採用成本較低的多旋翼平台,用於航拍、遊戲、休閒等用途。多旋翼一般指無人機有4個或4個以上的旋翼,是消費級和部分民用用途的首選,靈活性介於固定翼和直升機中間(起降需要推力),操縱簡單,成本較低。
按照無人機的飛行平台構型,可分為以下4類
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固定翼無人機
這就是常見於軍用任務執行的飛彈型無人機。固定翼無人機是軍用和多數民用無人機的主流平台,最大特點是飛行速度較快。
優點:(1)航時更長,載重量大,適合遠距離連續工作;(2)飛行速度快;(3)有能力在低電量時帶著更大載重飛到更遠距離,一旦失去動力還有一定機會靠滑翔不至於直接墜機。
但它需要專門的開闊地用於起飛降落,且無法實現懸停。在航拍應用上固定翼無人機存在一個普遍的問題,由於它們必須要有空氣流過機翼來產生升力,這意味著它們必須保持向前運動,因此不能提供一個精確的相機位置水平。
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旋翼無人機
旋翼無人機分:單旋翼無人機(即直升機)和多旋翼無人機(四旋翼最流行)
單旋翼無人機,特別是無人直升機,其靈活性是無人機平台最強的,可以原地垂直起降,可懸停。無人機直升機普遍體積小,載重大,和環保節能。
多旋翼無人機的操控是最簡單的,四旋翼飛行器四個旋翼互相抵消迴旋影響,無需單旋翼飛行器的尾部旋翼,更加節能也減小了體積,由於有多個旋翼,載重量更大,槳葉也可以做得更小,易於小型化。
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無人飛艇
大型民用飛艇可以用於交通、運輸、娛樂、賑災、影視拍攝、科學實驗等等。比如,發生自然災害通訊中斷時,就可以迅速發射一個浮空器,通過浮空氣球搭載通訊轉發器,就能夠在非常短的時間內完成對整個災區的移動通訊恢復。
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傘翼無人機
傘翼無人機是以傘翼為升力面的重於空氣的固定翼的航空器,在速度上一般不超過70公里/時。
它因體積小、飛行高度低適合於低空飛行而且容易保證平穩飛行,適合低空作業,屬於超輕型飛機的一種。對地觀察攝影十分適宜,在低空複雜氣流作用下,相對容易保證平穩飛行。
這類無人機的弊端也十分明顯。由於動力較小受強風影響較大,在頂風飛行時飛行困難。
對於小白來說,無人機的核心關鍵技術是許多人經常忽略的一個認知環節,然而這些核心技術的運用卻是區分無人機和航模的關鍵。它們分別是飛控系統,導航系統,動力系統,數據鏈,雲台。(嘿嘿會用灰常簡單的語言解釋,保准你一定能看懂)
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飛控系統:無人機的「駕駛員」
飛控系統扮演的是大腦的角色,無人機通過中央飛控程序系統,控制飛機的姿態和機動,只需通過數據鏈將地面控制參數與無人機進行交互,無人機就可以實現自主飛行,可以是超視距的(就是不在人的視力範圍內)。有無智能化的飛控系統,是無人機和航模最本質的區別。
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導航系統:無人機的「眼睛」
導航系統向無人機提供參考坐標系的位置、速度、飛行姿態,引導無人機按照指定航線飛行,相當於有人機系統中的領航員。
無人機載導航系統主要分非自主(GPS 等)和自主(慣性制導)兩種,但分別有易受干擾和誤差積累增大的缺點。
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動力系統
傳統的動力系統為活塞式發動機,但活塞式只適用於低速低空小型無人機。
在無人機的發展趨勢中,渦輪有望逐步取代活塞,各種新能源發動機提升續航能力。(渦輪沒有工作間歇,推力穩定,功率大但耗油多,活塞相反)。
對於一次性使用的靶機、自殺式無人機或飛彈,要求推重比高但壽命可以短(1-2h),一般使用渦噴式發動機
低空無人直升機一般使用渦軸發動機
高空長航時的大型無人機一般使用渦扇發動機
在消費級微型無人機(多旋翼)一般使用電池驅動的電動機,起飛質量不到 100g、續航時間小於1小時。
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數據鏈:「放風箏的線」
數據鏈傳輸系統負責完成對無人機遙控、遙測、跟蹤定位和傳感器傳輸,簡單來說就傳輸數據。
數據鏈性能直接影響到無人機性能的優劣。
數據鏈傳輸系統從獨立專用系統向全球信息格柵(GIG)過渡。
全球信息格柵 美軍將建立提供數據的保密及非保密計算機網絡連接而成的全球性信息網,稱為全球信息柵格,簡稱GIG,就是可以連結到全球任意兩點或多點的信息傳輸能力,實現相關軟體和對信息進行傳輸處理的操作使用人員組成柵格化的信息綜合體。
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雲台:決定拍攝質量
雲台是用來給相機增穩的部分,可以理解為固定攝像頭的部分。
雲台通常會附有幾個性能:增穩精度、兼容性(一款雲台能適配幾款相機和鏡頭)和轉動範圍(分為俯仰、橫滾和旋轉三個軸)
如果遇到變焦相機,就更加考驗雲台的增穩精度了,因為經過長距離的變焦,一點點輕微的震動都會讓畫面抖動得很厲害影響拍攝質量。
現在市面上幾個無人機大品牌均對以上的核心技術掌握成熟,今天嘿嘿主要介紹大疆(Dji),Parrot(法國)和AscTec(德國)
大疆(Dji)
如果你現在還覺得Dji是一家做無人機的公司,那可能就確實不太了解它了,實際上大疆是一家影視器材公司,大疆的核心技術之一無刷雲台技術擁有著價格和輕便兩大優勢,輕易的戰勝了傳統的斯坦尼康穩定系統。
無刷雲台技術
簡單來說,就是能讓航拍更穩定、防抖
指的是搭載了無刷電機的電動雲台。不同於有刷電機,無刷電機的優秀之處,一沒有電刷摩擦,效能高。另外最重要的不會在負載突變是發生震盪和失步,對於無人機突變的飛行環境和電動雲台負載較大的情況下,保證了整體穩定的工況作者。
大疆還以其飛控技術著稱,相較其他無人機廠商,大疆在飛控上做到了集成化。像蘋果產品一樣,大疆高度集成化一推醜陋的線路板,並把高精度陀螺儀跟GPS模塊都集成了進去,以至於有別的無人機廠商的無人機里,也都使用了大疆的飛控,這種模塊化的戰略思維不得不讓人佩服。
大疆的野心在於占領整個電影拍攝的周邊產業,而且不僅高端產品領域,民用也在大疆的視野之內,也是綜合上述的幾種技術,讓大疆在無人機行業占領了目前這種難以顛覆的地位。
Parrot
Parrot雖比大疆成立的時間還早十二年,但在無人機市場份額上,Parrot卻僅次於大疆。總部位於法國巴黎,公司提供汽車製造和城市無人機領域的高科技解決方案,並參與設計、研發和銷售與智慧型手機和平板電腦。
2010年,Parrot 發布首款無人機產品 Parrot AR.Drone,一款可用iPhone控制的小型四翼無人機。去年,Parrot 推出第三代 AR.Drone 無人機 Parrot Bebop Drone,這是一款採用魚眼攝像頭並且能夠在空中進行高清攝影和影片錄像的無人機,還支持Oculus Rift 虛擬現實頭盔。
AscTec
德國工藝絕對是品質的保證。在無人機市場上,AscTec與大疆、Parrot、3D Robotics並列為最大的四家四軸飛行器廠家。Ascending在2002年開始研發無人機,他們的X-UFO是最早的玩具四軸飛行器之一,也因此衍生出來AscTec無人機公司,配合Ascending自主研發了自動駕駛系統。
該系統採用了英特爾的RealSense 3D攝像頭。英特爾非常欣賞這種技術,因此還購買了Ascending公司的部分股權,成為了它的小股東。在今年的CES展會上英特爾做了AscTec Firefly無人機如何繞過障礙的演示,並播放了無人機穿過森林的視頻。
無人機快遞是最新的一種服務形式,同時又勾劃出另一條無人機領域的可能性
目前極飛科技的無人機與快遞物流業間合作密切。此前轟動一時的淘寶無人機送貨,採用的便是出自極飛科技的產品。順豐也曾與極飛合作,投入500架無人機用於物流服務。
網絡零售巨頭亞馬遜的創始人兼CEO傑夫·貝佐斯表示,5年內,亞馬遜投入運營無人機送貨服務。預計能夠讓顧客在網購30分鐘內收到包裹。但是規格有要求,一次最重可運送5磅(約合2.27公斤)貨物。
相信在10年內的無人機市場,會出現對企業定製化的智能化無人機產品。
無人機擁有作出決定的能力可能會是其智能化的一個方向。也許智能家庭管家會介入無人機技術來使家庭管理高效,同時實現多領域任務達成,如主人上班時發現電腦忘在家,此時家庭管家可發揮快遞功能。
類似對這樣的機制的暢談,在不知不覺中預示了無人機未來潛力勃發的市場,包括像IBM等多家科技巨鱷都在致力於開發神經元晶片,目的之一就是為了讓無人機可以自主反應、自動識別,無人機可以說是未來生活方式敲門磚。
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(6) 無人機基本知識大攻略
一、無人機是什麼
無人機是無人駕駛飛機的簡稱(Unmanned Aerial Vehicle),是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置的不載人飛機,包括無人直升機、固定翼機、多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機。
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、太陽能無人機等。從某種角度來看,無人機可以在無人駕駛的條件下完成複雜空中飛行任務和各種負載任務,可以被看做是「空中機器人」。
按照不同平台構型來分類,無人機可主要有固定翼無人機、無人直升機和多旋翼無人機三大平台,其它小種類無人機平台還包括傘翼無人機、撲翼無人機和無人飛船等。固定翼無人機是軍用和多數民用無人機的主流平台
最大特點是飛行速度較快;無人直升機是靈活性最強的無人機平台,可以原地垂直起飛和懸停;多旋翼(多軸)無人機是消費級和部分民用用途的首選平台,靈活性介於固定翼和直升機中間(起降需要推力),但操縱簡單、成本較低。
按不同使用領域來劃分,無人機可分為軍用、民用和消費級三大類,對於無人機的性能要求各有偏重:
1)軍用無人機對於靈敏度、飛行高度速度、智能化等有著更高的要求,是技術水平最高的無人機,包括偵察、誘餌、電子對抗、通信中繼、靶機和無人戰鬥機等機型;
2)民用無人機一般對於速度、升限和航程等要求都較低,但對於人員操作培訓、綜合成本有較高的要求,因此需要形成成熟的產業鏈提供儘可能低廉的零部件和支持服務,目前來看民用無人機最大的市場在於政府公共服務的提供,如警用、消防、氣象等,占到總需求的約70%,而我們認為未來無人機潛力最大的市場可能就在民用,新增市場需求可能出現在農業植保、貨物速度、空中無線網絡、數據獲取等領域;
3)消費級無人機一般採用成本較低的多旋翼平台,用於航拍、遊戲等休閒用途。
圖:世界民用無人機使用領域構成。
二、無人機技術難點
1、飛控系統是無人機的「駕駛員」-更精確、更清晰
飛控子系統是無人機完成起飛、空中飛行、執行任務和返場回收等整個飛行過程的核心系統,飛控對於無人機相當於駕駛員對於有人機的作用,我們認為是無人機最核心的技術之一。飛控一般包括傳感器、機載計算機和伺服作動設備三大部分,實現的功能主要有無人機姿態穩定和控制、無人機任務設備管理和應急控制三大類。
圖:飛機架構。
其中,機身大量裝配的各種傳感器(包括角速率、姿態、位置、加速度、高度和空速等)是飛控系統的基礎,是保證飛機控制精度的關鍵,在不同飛行環境下、不同用途的無人機對傳感器的配置要求也不同。
未來對無人機態勢感知、戰場上識別敵我、防區外交戰能力等方面的需求,要求無人機傳感器具有更高的探測精度、更高的解析度,因此國外無人機傳感器中大量應用了超光譜成像、合成孔徑雷達、超高頻穿透等新技術。
2、導航系統是無人機的「眼睛」,多技術結合是未來方向
導航系統向無人機提供參考坐標系的位置、速度、飛行姿態,引導無人機按照指定航線飛行,相當於有人機系統中的領航員。
無人機載導航系統主要分非自主(GPS等)和自主(慣性制導)兩種,但分別有易受干擾和誤差積累增大的缺點,而未來無人機的發展要求障礙迴避、物資或武器投放、自動進場著陸等功能,需要高精度、高可靠性、高抗干擾性能,因此多種導航技術結合的「慣性+多傳感器+GPS+光電導航系統」將是未來發展的方向。
3、動力系統-渦輪有望逐步取代活塞,新能源發動機提升續航能力
不同用途的無人機對動力裝置的要求不同,但都希望發動機體積小、成本低、工作可靠:
1)無人機目前廣泛採用的動力裝置為活塞式發動機,但活塞式只適用於低速低空小型無人機;
2)對於一次性使用的靶機、自殺式無人機或飛彈,要求推重比高但壽命可以短(1-2h),一般使用渦噴式發動機;
3)低空無人直升機一般使用渦軸發動機,高空長航時的大型無人機一般使用渦扇發動機(美國全球鷹重達12t);
4)消費級微型無人機(多旋翼)一般使用電池驅動的電動機,起飛質量不到100克、續航時間小於一小時。
往前看,我們認為隨著渦輪發動機推重比、壽命不斷提高、油耗降低,渦輪將取代活塞成為無人機的主力動力機型,太陽能、氫能等新能源電動機也有望為小型無人機提供更持久的生存力。
4、數據鏈是「放風箏的線」–從獨立專用系統向全球信息格柵(GIG)過渡
數據鏈傳輸系統是無人機的重要技術組成,負責完成對無人機遙控、遙測、跟蹤定位和傳感器傳輸,上行數據鏈實現對無人機遙控、下行數據鏈執行遙測、數據傳輸功能。普通無人機大多採用定製視距數據鏈,而中高空、長航時無人機則都會採用視距和超視距衛通數據鏈。
現代數據鏈技術的發展推動者無人機數據鏈向著高速、寬頻、保密、抗干擾的方向發展,無人機實用化能力將越來越強。
往前看,隨著機載傳感器、定位的精細程度和執行任務的複雜程度不斷上升,對數據鏈的貸款提出了很強的要求,未來隨著機載高速處理器的突飛猛進,預計幾年後現有射頻數據鏈的傳輸速率將翻倍,未來在全天候要求低的領域可能還將出現雷射通訊方式。
從美國制定的無人機通信網絡發展戰略上看,數據鏈系統從最初IP化的傳輸、多機互連網絡,正在向衛星網絡轉換傳輸,以及最終的完全全球信息格柵(GIG)配置過渡,為授權用戶提供無縫全球信息資源交互能力,既支持固定用戶、又支持移動用戶。
三、無人機發展緣起
1、軍用技術溢出,成本下降引爆民用市場
戰爭是無人機發展的頭號牽引力,20世紀末經歷三大技術發展浪潮
毫無疑問,無人機發展的初期是為了純粹的軍事用途:一戰時期英國研製的世界第一款無人機被定義為「會飛的炸彈」,二戰時期德軍已經開始大量應用無人駕駛轟炸機參戰;二戰後無人機研發的中心出現在美國和以色列,用途延伸至戰地偵察和情報搜集,無人機被派往朝鮮、越南和海灣戰場協助美軍和以色列軍隊作戰。
正是由於無人機在偵查方面低成本、控制靈活、持續時間長的天然優勢,各國軍隊相繼投入大量經費研發無人機系統。
無人機技術在20世紀末經歷了三次發展浪潮、真正進入了第一個「黃金時代」:
1)1990年後,全球共有30多個國家裝備了師級(大型)戰術無人機系統,代表機型有美國「獵人」、「先驅者」,以色列「偵察兵」、「先鋒」等;
2)1993年後,中高空長航時軍用無人機得到迅速發展,以美國「蒂爾」無人機發展計劃為代表,在波赫戰爭中大放異彩;
3)20世紀末,旅團級(中小型)固定翼和旋翼戰術無人機系統出現,其體積小、價格更低、機動性好,標誌著無人機進入大規模應用時代。
早期的航空技術解決的是無人機能夠飛行的問題,而20世紀80年代以來現代技術的發展為無人機更高的飛行性能、更好的可靠性提供了條件,其中:
1)智能化:自主飛控技術、急劇攀升的計算機處理能力推動無人機向智能化發展,真正成為「會思考」的空中機器人;
2)高速帶寬:高速寬頻網數據鏈實現無人機組網和互相連通,無人機編組、空地裝備聯合成為可能;
3)更輕的材料和傳感器:材料科學和微機電技術進一步減輕無人機平台重量、提高精確度;
4)更強的續航能力:電池續航能力的大幅上升,以及新能源技術賦予無人機更長的飛行時間。
2、技術向民用外溢,無人機產業化進入普及時代
由於軍用無人機在」3D」(DULL,DIRTY,DANGEROUS)環境下執行任務的顯著優勢以及靈活機動的特性,民用各行各業對無人機的應用也翹首以盼。但相比軍用無人機近百年的發展歷史,民用無人機在上世紀80年代軍用無人機的現代系統得到大發展的基礎上才開始嘗試應用,各領域全面開花應用只有10餘年時間。
日本的民用無人機開發較早:早在1983年山葉公司採用摩托車發動機,開發了一種用於噴洒農藥的無人直升機,1989年其成為實際首架成功用於試飛的無人直升機,2002年CERP公司及發明一款JAXA多用途民用無人機;2003年開始,耗時3年,岐阜工業協會先後開發了4代無人機產品,主要應用於森林防火、地震災害評估等領域;
美國NASA牽頭成立世界級無人機應用中心:2003年美國NASA成立世界級的無人機應用中心,專門研究裝有高解析度相機傳感器無人機的商業應用。
近年美國國家海洋和大氣管理局用無人機追蹤熱帶風暴有關數據,藉此完善颶風預警模型。2007年森林大火肆虐時,美國宇航局使用「伊哈納」(Ikhana)的無人機來評估大火的嚴重程度,以及災害的損失估算工作。2011年墨西哥灣鑽井平台爆炸後艾倫實驗室公司的無人機協助溢油監測和溢油處理等。
以色列也專門組建了一個民用無人機及其工作模式的試驗委員會,2008年給予「蒼鷺「無人機非軍事任務執行證書,並與有關部門合作展開多種民用任務的試驗飛行。
歐洲在2006年制定並即刻實施的「民用無人機發展路線圖」,之後歐盟擬籌夠一個泛歐民用無人機協調組織,為解決最關鍵的空中安全和適航問題提供幫助。
中國起步早,近年發展較快:中國上世紀80年代,就將自行開發的無人機(脫胎於軍用機型)在地圖測繪和地質勘探中做了嘗試。近些年,專為民用研製額」黔中「1號無人機與2010年順利首飛,2011你那國產」蜜蜂「28無人機,可全自主起飛、著陸、懸停和航路規劃,能應用農業噴洒、電力巡檢、防災應急、航拍測繪、中繼通信等。
對於民用領域,無人機僅僅是一個飛行平台,其功能歸根到底要通過機載系統中的任務載荷設備來完成。
和ToB端各行各業無人機領域快速發展相比,近兩年ToC消費端航拍、娛樂等市場,受益於無人機各方面技術的成熟和成本的大幅下降,可謂是爆髮式發展。深圳大疆成立於06年,10年僅幾百萬收入,13年高達8億元,14年近30億元。
3、硬體產業鏈成熟、成本下降為民用&消費無人機爆發創造條件
近十年民用和消費級無人機市場的興起,和硬體產業鏈的成熟、成本曲線不斷下降密不可分:隨著移動終端的興起,晶片、電池、慣性傳感器、通訊晶片等產業鏈迅速成熟,成本下降,使智能化進程得以迅速向更加小型化、低功耗的設備邁進。這也給無人機整體硬體的迅速創新和成本下降創造了良好條件:
晶片——目前一個高性能FPGA晶片就可以在無人機上實現雙CPU的功能,以滿足導航傳感器的信息融合,實現無人飛行器的最優控制。
慣性傳感器——伴隨著蘋果在iPhone上大量應用加速計、陀螺儀、地磁傳感器等,MEMS慣性傳感器從2011年開始大規模興起,6軸、9軸的慣性傳感器也逐漸取代了單個傳感器,成本和功耗進一步降低,成本僅在幾美元。另外GPS晶片僅重0.3克,價格不到5美元。
Wifi等無線通信——Wifi等通信晶片用於控制和傳輸圖像信息,通信傳輸速度和質量已經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,使得無人機在保持較輕的重量下,續航時間能有25-30分鐘,達到可以滿足一些基本應用的程度,此外,太陽能電池技術使得高海拔無人機可持續飛行一周甚至更長時間。
相機等——近年來移動終端同樣促進了鋰電池、高像素攝像頭性能的急劇提升和成本下降。
4、飛控系統開源,無人機飛入尋常百姓家
如果說硬體成本下降解決了無人機「身體」的問題,近年來飛控系統開源化的趨勢解決了無人機「大腦」的問題,從此無人機不再是軍用和科研機構的專利,全世界的商業企業和發燒友都加入了無人機系統設計的大潮中,是引爆民用和消費無人機市場的「爆點」。
德國MK公司是多旋翼無人機系統開源的鼻祖,其後2011年美國APM公司開放無人機設計平台徹底點燃了市場對無人機系統開發的熱情,2012年以後民用和消費無人機進入了加速上行的通道。
至今,國際無人機行業已經形成了APM(用戶最多)、德國MK(最早的開源系統)、Paparazzi(穩定性高、擴展性強)、PX4和MWC(兼容性強)等五大無人機開源平台。
以PPZ(Paparazzi)為例,始於2003年的PPZ是一個軟硬體全開源的系統,至今已經形成了不僅覆蓋傳感器、GPS、自動駕駛軟體,同時覆蓋地面設備的全套成熟解決方案,既可以驅動固定翼飛機、也可以驅動旋翼機,並且可以通過地面控制軟體實時監控飛機飛行的衛星地圖。可以說,強大的開源飛控系統已經使得無人機全面進入「用戶友好」時代。
2014年10月,著名計算機開源系統公司Linux推出了名為「Dronecode」的無人機開源系統合作項目,將3D Robotics、英特爾、高通、百度等科技巨頭納入項目組,旨在為為無人機開發者提供所需要的資源、工具和技術支持,加快無人機和機器人領域的發展。根據Teal航空市場調研公司的報告,Dronecode項目使未來十年世界無人機研發、測試和評估等活動的總值達到910億美元。
Dronecode開發介面囊括了無人越野車、無人固定翼飛機、無人直升機和各種多軸旋翼無人機等,吸收了APM、PX4等多個平台,進一步推動了系統開發的可視化和友好化。
5、無人機相關政策:各國政策都處於持續完善中
中國無人機相關政策:走出了規範化的第一步
圖:2009年至今中國無人機相關主要政策匯總。
總的來說,2009年前,無人機處於無監管的空白狀態。2009年以後至今,開始進入持證飛行階段,但是法律法規和監管執行尚未完善和正規化,實際申請操作上模糊不清。
美國無人機相關政策:商業無人機草案終出
圖:2014-2015美國聯邦航空管理局無人機管理動態匯總。
經歷了長時間的等待,數次延期,2015年2月15日,美國聯邦航空管理局終於公布了期盼已久的無人機商轉管理辦法草案。這項新規打破了之前全面禁飛的局面,但是還有待最終定案。
這份規則主要適用於重量25千克以下的無人機,主要限定包括:
(1)飛行時間,高速,速度,搭載限制:它限定無人機只能在白天飛行,且全程都必須保持在操作人員的視線範圍內,飛行高度不得超過150米,時速不得超過160公里。不得從人頭頂上飛過,不得從無人機上扔東西,機體外側不得搭掛包裹。
(2)飛行路線地點限制:無人機都必須避開飛機飛行路線和飛行限制區,必須嚴格遵守相關臨時限飛令。無人飛機應避開人駕駛的飛機機場至少八公里。無人飛機飛行時,應始終維持於無線電操作者視界以內。
(3)駕駛員資格要求:無人機操作人員至少滿17歲,需考取美國聯邦航空局無人機操作人員資格證書,並且通過TSA(美國運輸安全管理局)的審查要求。
(4)另外,關於愛好者的模型無人機,則仍然跟之前一樣不受限制,只要不妨礙空中交通。
英國無人機政策:世界無人機法規領航者
圖:最新歐洲無人機相關主要政策匯總。
CAP722是英國民航局在英國領空內對無人機使用的指導準則,第四版的CAP722發布於2010年4月已適應空中導航法2009的推出。所有關於無人機的法規現在都收在空中導航法2009中.在那之前,CAP722是行業的參考標準,並被全世界所模仿學習與實施。
這份文件強調了在英國操作無人機前需要注意的適航性和操作標準方面的安全要求。最新版的cap722發布於2012年8月,並且對民用無人機實施相當程度的開放政策。英國民航局是無人機法規領域的領航者。
歐洲法規2008第216號監管著所有整機重量超過150公斤的無人機.無人機的設計和生產也必須和常規飛機一樣遵循相關的認證規範(該規範由EuroUSC公司主導,該公司獲得民航局的授權實施輕型無人機計劃),並且必須獲得適航認證或准飛許可.
在英國,整機重量在20公斤到150公斤的無人機需要具有英國法律下的適航性資質.如果飛行器在半徑500米和低於400英尺的範圍或者在隔離的飛行區域內,並且無人機和該飛行有一定的適航性保證,英國民航局可以豁免適航性認證的需求.英國民航局也會在自己調查和被推薦的基礎上頒發豁免權,當前僅有一家組織獲得了此項許可.
整機重量20公斤以下的無人機並不需要遵從很多主要政策要求,但是領航法第98號文中設立了一些條件。這些條件包括禁止在管制區域或者飛機場附近飛行,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民航局特別許可的情況下高空作業。
當前英國航空法中操控無人機並不需要認證飛行員執照.但是英國民航局要求所有潛在無人機操控者都掌握飛行資質。飛行資質可以通過完成指定課程獲得,並有四家認證機構運營著培訓與考試。
四、無人機全球市場
上圖是Teal集團對全球無人機市場規模預測,他們預計到2023年無人機市場將達到115億美元。
而對於軍用和民用的市場占比,TealGroup給出了民用市場更加樂觀的判斷(大約為年化複合增速為9%,到2023年達到15億美元,當然TealGroup在報告中特別提到了Google、Facebook和Amazon等高科技巨頭給民用軍用無人機產業帶來的潛在的現在難以量化預判的顛覆性變化)。
我們認為,民用無人機市場在全球範圍出現爆發性增長需要突破的兩個瓶頸是空域資源和安全問題,一旦在世界範圍內這兩個問題得到解決,人類利用無人機征服空域的想像空間將被徹底打開,全球民用無人機市場可能呈現出爆髮式的增長。
圖:民用無人機下游應用行業。
1、民用無人機:下游需求廣泛,進入快速發展期
民用無人機下游需求非常廣泛,包括農業、電力石油、檢災、林業、氣象、國土資源、警用、海洋水利、測繪、城市規劃等多個行業。
近年來無人機在民用市場的應用受到越來越多的關注,如農林植保和電力巡線兩個領域,無人機需求較為迫切,且具備較大的市場規模。我們認為其它行業的潛在需求也將逐步顯現,我國民用無人機市場空間巨大,將進入快速發展期。
農業植保:民用無人機最大市場,農業植保市場規模超百億
圖:農業質保無人機扶持政策。
日本植保無人機已經使用20多年,目前每年更新量約為3000架。我們按照中日年農藥使用量進行測算,中國如果達到日本目前植保無人機的普及率和使用頻次,年更新量約為30,000架,植保無人機價格按50萬元/架測算,年市場規模可達150億元。
電力巡檢:政策有望出台,市場規模超十億
2009年1月,國家電網公司正式立項研製無人直升機巡檢系統。
2013年3月,國家電網公司出台《國家電網公司輸電線路直升機、無人機和人工協同巡檢模式試點工作方案》。方案指出,建立直升機、無人機和人工巡檢相互協同的新型巡檢模式是堅強智能電網發展的迫切需要,目前公司系統直升機巡檢作業正在逐步向規範化、制度化方向發展,為此公司選定山東、冀北、山西、湖北、四川、重慶、浙江、福建、遼寧、青海十個檢修公司作為試點單位,利用2-3年時間開展開展新型巡檢模式試點工作。到2015年,國網公司系統將全面推廣直升機、無人機和人工巡檢相互協同的輸電線路新型巡檢模式。
2014年6月,中國電力企業聯合會標準化中心對外發布名為《架空輸電線路無人機巡檢作業技術導則》的電力行業標準草案,公開徵求意見。我們預計電力聯合會的無人機行業標準在今年有望正式出台。
圖:人工、載人直升機、無人機三種方式進行店裡巡查對比。
我國110kV以上高壓輸電線約為52公里,按每年巡檢次數30次測算,則每年總巡檢長度約為1,560萬公里。無人機每小時巡檢20公里,單機年飛行時間按150小時計算,全國需要5,200架。按每架20萬人民幣計算,則年市場空間約10.4億元。
森林防火:需求迫切,尚處初始階段
我國擁有森林面積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,又是森林火災多發國家。
目前,國外森林防火中應用了較多的新技術和新設備,國內在此方面的應用需求也日益增加,對森林保護的投入逐漸加大,先後運用衛星進行資源普查、森林火場監視,而使用無人機系統對森林火情監測還是初始階段。
檢災:國情需要,空間廣闊
2008年汶川地震引發了大量崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生地質災害,引起災區大部分國道、省道、鄉村道路嚴重破壞,給救災工作造成難於想像的困難。由於天氣因素的影響,衛星遙感系統或載人航空遙感系統難以及時獲取災區的實時地面影像。
地震發生後,多種型號的無人機航空遙感系統迅速進入災區,在災情調查、滑坡動態監測、房屋與道路損害情況評估、救災效果評價、災區恢復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。無人機航空遙感系統第一次大規模用於應急救災就取得了成功。
2013年雅安地震搜救過程中,國家地震災害緊急救援隊使用旋翼無人機對災區地形地貌、受損情況進行空中排查,為國家地震災害緊急救援隊的搜救工作提供了參考和依據。該無人機由國家地震災害緊急救援隊與中國科學院瀋陽自動化研究所聯合研製,並在地震搜救過程中應用,探測精度達到0.1米,可在200米低空連續飛行100公里。
我國自然災害發生頻繁,每年災害造成的損失巨大。災害發生時,為了提高救災效率和質量,必須提供及時準確的災害信息。常規災害監測方法周期長,成本高,難於滿足救災應急的需要。
無人機航空遙感系統作為衛星遙感和載人航空遙感的補充手段,具有實時性強、靈活方便、外界環境影響小、成本低的優點,其在災害應急救援方面具有廣闊的發展空間和應用前景。
2、消費級無人機市場迅速升溫
今年全球無人機市場迎來廣泛關注,大疆創新產品走向前台,國內極飛科技、零度智控以及國外3DRobotics等無人機公司產品和融資動作不斷,2015年可以說是消費級無人機元年。
大疆創新是全球領先的小型無人機廠商,占據了全球民用小型無人機約50%的市場份額,公司80%的產品都是銷往國外。被矽谷認為能與蘋果比較的隱形的世界級無人機公司。公司成立於2006年,最初從安裝在無人機上的控制器切入,進而發現無人飛行器航拍的市場接入點,轉做整機和穩定的飛行平台,以及高清數字視屏傳輸模塊,再到如今致力於提供完整飛行影像策略。短短几年間成長上千倍,2013年收入規模達到8億元,被美國《時代》雜誌評為2014年度十大創新工具全球第三。
大疆的DJI無人機被廣泛運用於航拍,並且很受專業及業餘級攝影師們的喜歡。其產品線涵蓋中端價位的Phantom(大精靈)以及高端市場絕對王者的Inspire(「悟」)系列。包括熱播電視節目《爸爸,去哪兒》中,以及神盾局特工、國土安全等熱門美劇中的航拍鏡頭。同時也被用戶用來全景掃描里約熱內盧基督像、貼近拍攝鯨魚換氣,飛躍噴發中的伊蘇爾火山等。
除了大疆創新外,近年來國內外科技公司對無人機關注熱度也迅速升溫,無人機不僅僅是航拍的「玩具」,更是顛覆未來的機器人:亞馬遜的PrimeAir人機物流計劃已進入第9代的研發;Google收購無人機公司TitanAerospace提供網絡覆蓋;Facebook也以2000萬美元收購英國無人機公司Ascenta;3DRobotics無人機已獲由其領投的5千萬美金投資;Matternet建造無人機網絡向全球的偏遠農村運送食品和醫療用品。
國內無人機市場也逐漸興起,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、天翔無人機等。2015年1月20日雷柏科技與零度智控共同設立合資公司,研發無人機,雙方於2015年2月1日發布ZERO消費級四旋翼無人機系列產品,在深圳零度官網及部分電商平台開始預售,價格3199元起。
圖:目前主要的無人機公司及其融資盤點。
目前無人機主要應用於航拍等各行業應用,包括邊防、農業等,例如大疆創新主要用於航拍,極飛科技用於各大行業應用。另外,搜救、防盜等安全監控應用也在起步。無人機用於物流的嘗試也越來越多,亞馬遜研發多年,國內快遞業也開始試水。
Google熱氣球Project Loon,準備在全球打造一個平流層氣球網絡,然後又收購了Titan Aerospace,以提供太陽能動力的無人機,這兩個都可以隨時隨地提供低成本的、覆蓋整個星球的網際網路接入。
NASA也在開發無人機「低空交通管理系統」,有望在2015年用於農業。無人機生產商Skycatch,主要做建造業、礦業、太陽能行業以及農業的數據採集,此前已經獲得了1320萬美元融資。其他創新應用包括蜜蜂大小的無人機對花朵進行授粉等等。
圖:消費應用無人機梳理。
GoPro去年也加入了「小型無人機聯盟」,並已經為多款無人機推出了視頻攝像設備,GoPro也宣布將進入消費級無人機領域,並預計今年正式推出第一款多馬達驅動無人機,定價將於500到1000美元之間。
大疆也宣布將在未來無人機產品上採用自主研發生產的攝像頭。無人機與運動相機的結合,將是無人機在運動健康等個性化航拍領域的重要應用,例如STELLA推出的專為GoPro Hero3系列相機設計的穩定雲台。
無人機配合Oculus Rift使用,可以獲得虛擬現實、增強現實的體驗。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,控制飛行器的運行軌跡。
藉助「連接」方式,把人的感知帶到另一個真實空間。這樣的體驗或許今後還能應用在隧道、峽谷與水下等場景,探險者將不再需要親歷,就能收穫刺激的感官體驗。更重要的是,他不需要耗費人力物力去建模、創建一個虛擬世界,任何一個地點都能成為新的遊樂場。
根據大疆創新去年約30億的營收規模以及數千元到數萬元的定價,無人機出貨量也就幾十萬台,未來成長空間極大。據TealGroup統計,2014年全球民用無人機市場規模已經達到28億美元,未來10年還將實現前所未有的持續增長,市場規模將翻倍以上增長。
五、未來,無人機能為我們做些什麼?
除了我們已經熟知的軍事、商用和消費功能,能夠「上天入地」的無人機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,未來無人機不僅能夠扮演超級速遞員和超級警察的角色,還能夠為地面提供低成本、機動程度極高的無線網絡覆蓋。把無人機想像成一個「會飛的傳感器」,無人機就成了工業4.0的一個空中數據埠,大至地球物理、氣象、農業數據、小至個人位置信息,無人機將引爆一場空中的大數據革命!
1、工業4.0的空中數據埠!
我們認為,作為一個「會飛的傳感器」,無人機未來在民用領域最具想像空間的應用可能是作為空中的數據埠,為連接全球的工業4.0「大數據」系統提供更精確、更強大的數據流。
從無人機最普通的巡檢功能說起,使用無人機在全國範圍內來巡視農田,可以比衛星圖像更清晰地觀測到農作物長勢、自然災害、土壤變化等信息,無人機通過數據連結入全球網際網路,可以將收集的數據實時傳輸給大宗商品分析師,用以判斷全球農作物期貨市場走勢;在未來的精準農業系統中,小型無人機可以用來觀測作物是否缺水,將信息反饋給灌溉系統以調節水量。
從個人信息數據的獲取來說,無人機可以模擬WiFi熱點,嗅探移動設備的MAC地址,並根據信號的強度等對設備進行三角定位,搜集的信息匯總起來則可以繪製出用戶的運動地圖,呈現出他通常會路過的街區、商店等,進而有條件地對用戶進行篩選,比如向「過其門而不入」的潛在消費者推送優惠促銷信息。
通過對個人運動軌跡的跟蹤,可以更全面地把握人群的生活習慣,為廠商提供更精確的參考數據。此外,在緊急情況下,也可以通過定位移動設備來拯救生命。無人機通過受困者手機Wi-Fi信號來判斷受困者的位置。
這項技術和商場、超市中常用的室內移動設備定位技術如iBeacon有些許類似的地方,均可以在用戶經過時推送促銷信息等。不同之處在於無人機更加靈活,可以在更加複雜的地理條件下對用戶進行定位。
2、科技巨頭的下一站:提供靈活機動、低成本的WIFI網絡接入
在全球有將近四十億的人口仍未接通網際網路,如何解決網際網路接入問題,如WiFi的網絡部署,已成為人類十大解決難題之一。而無人機的能耗較低,但飛行時間卻較長,可以為更大範圍內的用戶提供網際網路接入服務。同時無人機具有很強的機動性,可以根據某一區域內的特殊需要來提供網際網路接入服務。
Google收購Titan,用無人機搶占網際網路覆蓋市場:在2014年4月份收購了無人機公司Titan Aerospace。Titan Aerospace成立於2012年,其無人機試圖取代高成本的近地衛星。
目前已經研製成功並開始測試無人機Solara50和60,可以通過太陽能補充動能,在近地軌道持續航行五年而不用降落。Solara無人機50米寬,可以承載32kg,速度達到104km/h,Titan表示通過特殊設備,其高空無人機最高可提供每秒高達1GB的網絡接入服務。
據稱在收購之後,Titan Aerospace將會與Google的兩個項目進行合作,其中之一是通過高空氦氣球提供網際網路服務的ProjectLoon,除此以外,Google還計劃斥資10億美元,用衛星提供網際網路覆蓋。氦氣球、無人機與衛星三管齊下,再加上在城市推進的有線光纖接入Google Fiber,可見Google對網際網路入口的重視程度。
不過,有線接入是在已有覆蓋地區提供更優質的服務,而前三種無線接入方式主要解決的是覆蓋問題。但相對而言,無人機技術可能會比氦氣球更有優勢,因為Titan Aerospace的無人機採用太陽能提供動力,續航能力可長達一年,而氦氣球的部署成本太高,維護難度也相對較高;
此外,無人機的其飛行高度既高於商業飛機的海拔,又低於衛星的高度,使得它可以穩定提供1Gbps的高速接入。所以未來Google的無人機可能會在小範圍內提供大容量服務,而衛星則用於保證低速率需求地區的覆蓋。
Facebook為了下一個10億的用戶,用無人機覆蓋偏遠地區
Facebook成立了Connectivity Lab(連接實驗室),其使命就是開發包括衛星、無人機在內的各自網際網路連接技術。Facebook已經以2000萬美金收購另一家提供類似技術的無人機產商Ascenta。Ascenta的太陽能無人機一次上天可以在20km高空持續飛行,滯空時間長達1個月。Facebook涉足無人機主要也是為了提供網絡服務。為偏遠地區居民提供可用的網絡服務,以試圖贏取了下一個10億用戶。
3、會飛的配送快遞員
無人機送貨服務最著名的要數亞馬遜的Prime Air無人機物流計劃,2013年底,亞馬遜公布了一款叫Prime Air的8翼無人機,能夠運輸一件五磅重的快遞。Amazon現在依然致力於購物領域,給與用戶無窮的選擇、最低的價格,以及未來將要實現的即時送達。
現在,亞馬遜的Prime Air已經疊代進入第九代,可負重5磅貨物,而這個重量覆蓋了86%的品類,同時能夠達到超過50英里/小時的速度飛行。已經正式向FAA申請更大範圍的室外飛行測試。另外Google、UPS等也從2012-2013年就開始測試無人機送貨。
圖:無人機快遞進展
隨著大疆等幾千元高性能無人機的推出,無人機快遞可以大大降低「最後十公里」的物流成本:
能耗每單不到0.1元——以載重以2公斤計算,包裹10km範圍內直接硬體成本(主要是能耗)不到0.1元,每單耗電10Ah,不到40Wh,耗電約0.03元;
無人機攤銷成本——以一個5000元的無人機測算,5年的運營壽命,加上每年20%的維護費,約6000元,4元/天,如果每個無人機每天完成10次任務,這就意味著每個包裹攤銷成本0.4元;
合計每單不到0.5元的成本,相比目前的人工物流成本有明顯降低,因此從經濟成本來看,無人機送貨具備明顯的經濟效益。
無人機物流最困難的是最後的貨物投送階段,僅知道目的地的GPS坐標是遠遠不夠的。目前澳大利亞柯林頓和格蘭特的方法是在無人機上加裝攝像頭,並在用戶的陽台上放一個大盒子,上有特定標識,無人機通過機器視覺識別並準確投遞到用戶的陽台上。
此外,法規仍然是最大阻礙。近期美國聯邦航空管理局(FAA)公布無人機管理的新法草案,
在FAA提議的新規則中,要求無人機必須在操作者視線內。主要是限制商業無人機用於攝影、勘察線路、搜救以及監控作物等,對於無人機物流服務不利。
4、個人安全的空中守護者
無人機已具備物流送貨、監測信息、航空拍攝等各種功能,那麼能夠記錄我們日常生活的無人機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實,位於上海的AirMind公司開發出的「Mind4」四旋翼無人機被授予了「跟蹤者無人機」的稱號,因為它具有跟蹤某一指定人物或目標並對其進行拍攝的功能。
『Mind4』的設計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。憑藉其自動導航功能,「Mind4」跟蹤選定目標時的最大高度可達20米,最遠身後距離可達50米。而且還能通過手勢對其進行控制。
配備有內置攝像頭的四旋翼無人機如今已經廣泛普及,但大部分無人機仍需要對其進行遠程遙控。基於GPS的追蹤技術無法確保物體所處方位(即攝像頭指向的位置)的精確性,原因在於民用GPS通常情況下都不精確。
考慮到這些年來民用無人機產品的快速發展,像「Mind4」這類產品的誕生也許已經不足為奇了。未來更加成熟的可跟蹤記錄指定目標的無人機可對個人安全實現全面的監測和保護。試想一下:未來你的孩子上學或玩耍時,會有一支無人機艦隊隨時跟蹤掃描危險,保護他的安全。
https://kknews.cc/tech/rren6pn.html(7) 史上最全無人機市場產業鏈解剖圖
無人機被稱為「空中機器人」,是利用無線電遙控設備和自備程序控制裝置操縱的不載人飛機,包括無人直升機、固定翼機、多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。按不同使用領域來劃分,無人機可分為軍用、民用和消費級三大類。
無人機產業鏈可分為研發、生產、銷售、服務等細分領域,具體可分為產品研發試驗、飛控系統開發、發動機等關鍵零部件生產、任何載荷製造、無人機整機組裝、無人機銷售、無人機操控培訓、運營服務業務、一體化應用服務等環節。
無人機產業鏈參與者主要包括兩類:一類是像大疆、GoPro這樣的整製造商;另一類則是為無人機提供硬、軟體的上游製造商,包括晶片、飛控、電池、傳感器、GPS、陀螺儀、動力系統、數據系統、圖傳系統、電子元器件、無人機培訓等等。
一、無人機產業鏈全景圖
此外,硬體方面,晶片是核心零部件,它直接決定了無人機的操控性能、通信能力和處理圖像信息的能力。無人機跟其它耳熟能詳的消費電子產品一樣,有晶片、有中間廠商、有周邊產業,並不是我們想像中的那麼神秘和遙遠。
無人機主控晶片廠家有:高通(Qualcomm)、Intel(英特爾)、ST(意法半導體)、TI(德州儀器)、SamSung(三星)、Atmel(愛特梅爾)、新唐(Nuvoton)、XMOS、NVIDIA、瑞芯微RK3288,其他等等。
二、八大無人機主控晶片
1.意法半導體STM32系列
STM32系列有STM32F0/F1/F2/F3/F4/F7/L0/L1/L4多個產品系列,其中,STM32F4系列在無人機中應用較為廣泛。基於ARMCortex-M4的STM32F4系列MCU採用了意法半導體的NVM工藝和ART加速器,在高達180MHz的工作頻率下通過快閃記憶體執行時其處理性能達到225DMIPS/608CoreMark,這是迄今所有基於Cortex-M內核的微控制器產品所達到的最高基準測試分數。
2.高通驍龍Flight平台
驍龍Flight是一塊高度優化的58x40mm開發板,專門針對消費級無人機和機器人應用而設計。
驍龍Flight包含一顆驍龍801SoC(由四顆主頻為2.26GHz的核心組成),支持GPS、4K視頻拍攝、強勁的連接性以及先進的無人機軟體和開發工具,雙通道Wi-Fi和藍牙模塊,支持實時飛行控制系統,擁有全球導航衛星系統接收器,支持4K視頻處理,支持快速充電技術,而這一切全被整合在一張名片大小的主板上。帶來了最前沿的移動技術以打造全新級別的消費級無人機。這些功能組件構成了一個異步計算平台,支持如避障和視頻穩定性等無人機先進功能的開發。
3.英特爾凌動處理器
在無人飛行器領域採用實感技術的YuneecTyphoonH,設備具有防撞功能,具有方便起飛、配備4K攝像頭和360度萬向接頭,以及遙控器內置顯示屏等特點。
採用了四核的英特爾凌動處理器的PCI-express定製卡,來處理距離遠近與傳感器的實時信息,以及如何避免近距離的障礙物。從硬體部分,它是支持Intel實感計算的3D攝像頭;從軟體部分,它是Intel「實感」計算的SDK;
4.三星Artik晶片
三星的Artik晶片有三個型號,其中應用於無人機的主要是Artik5,Artik5Artik5尺寸為29x25mm,搭載1GHzARM雙核處理器(Mali400MP2GPU),搭配的是512MBLPDDR3內存以及4GBeMMc快閃記憶體。支持Wi-Fi、低功耗藍牙,支持802.11b/g/n。此外,該晶片還能對解碼H.264等格式720p-30fps的視頻進行解碼,並提供了TrustZone。
5.德州儀器OMA P3630
德州儀器的OMAP3630曾經在單核時代的智慧型手機領域風光無限,但隨著多核成為主流,以及德州儀器逐漸淡出消費電子,OMAP3630的戰場也轉移到無人機這樣的新興市場。
6.Atme lMega2560晶片
Atmel的AVR處理器晶片在國外的無人機中被採用的很多,但在國內被意法半導體占去了大部分市場。
7.XMOSXCORE多核微控制器
多軸飛行器需要用到四至六顆無刷電機(馬達),用來驅動無人機的旋翼。而馬達驅動控制器就是用來控制無人機的速度與方向。原則上一顆馬達需要配置一顆8位MCU來做控制,但也有一顆MCU控制多個BLDC馬達的方案。
8.新唐MINI51系列
Mini51為Cortex-M032位微控制器系列,其特點為寬電壓工作範圍2.5V至5.5V與-40℃~105℃工作溫度、內建22.1184MHz高精度RC晶振(±1%精確度,25℃5V)、並內建Data-Flash、欠壓檢測、豐富外設、整合多種串行傳輸接口、高抗干擾能力(8KVESD/4KVEFT)、支持在線系統更新(ISP)、在線電路更新(ICP)與在線應用程式更新(IAP),提供封裝有TSSOP20、QFN33(4mm*4mm與5mm*5mm)與LQFP48。
三、國內主流無人機廠商
①深圳市大疆創新科技有限公司
全球領先的飛行影像系統獨家先驅,從無人機飛控系統到整體航拍方案、從多軸雲台到高清圖傳。其產品已被廣泛用於航拍、電影、農業、地產、新聞、消防、救援、能源、遙感測繪、野生動物保護等領域。代表作品:大疆Phantom34K,大疆「悟」Inspire1Pro。
②深圳零度智能飛行器有限公司
由深圳雷柏科技和北京零度智控共同成立,公司專注於小型智能無人機的研發與製造,為全球智能飛行器領域的開拓者和領航者一。目前,已擁有全球領先的智能無人機整機、多軸雲台、高清傳圖等產品體系。代表作品:探索者2代。
③廣州億航電子科技有限公司
航模及飛行器領域,自主研發通訊圖傳硬體與手機導航操控系統。代表億航184
④廣州極飛電子科技有限公司
致力於民用無人飛機和飛行控制系統的研發和製造,是無人機行業領跑者和國內領先的商用無人機研發企業。在商用無人機、農業無人機領域取了得重大突破。代表作品XMission「極俠」(全天候無人機)
⑤上海九鷹電子科技有限公司
和操縱系統更是革命性地提升了單旋翼遙控模型直升機的平衡性、穩定性和操控性,掀開了單旋翼航模直升機的新篇章。「九鷹-科技」自創品牌「NINE-EAGLES」、「SOLOPRO」、「MOLA」,產品主要銷往北美、南美、日本、歐盟等一百五十多個國家和地區。代表作品:MOLAX1無人機
⑥深圳飛豹航天航空科技有限公司
專業從事無人機設計研發的創新型科技公司,FLYPRO擁有國際化的無人機產品研發團隊,具備行業領先的創新型無人機設計研發實力和先進的飛控系統、視覺定位系統與自動避障等多項行業領先技術。代表作品:FLYPROXEagle無人機
⑦深圳一電科技有限公司(AEE)
全球領先的多旋翼無人機系統製造商,全球首創集成式多旋翼無人機系統。
⑧深圳市艾特航空科技股份有限公司
接收機、發射機、飛機模型、橫列雙槳直升機、仿真飛機模型、微型機械陀螺儀等。
⑨深圳市大谷科技
深圳市大谷科技有限公司是整合目前IT無線通信傳輸領域的最前沿技術和資源,與軍品生產商合作,組建的高科技股份公司,公司有著豐富的客戶資源和市場,目標是在無線通信傳輸領域為客戶提供各種接入方式的無限互連互通的產品和服務。
四、銷量暴漲,投資量下降
從2015年起,無人機市場開始了井噴式的成倍增長。而近兩年,也無疑是無人機增長最快的兩年,從數據來看,無人機產業的興起,引來了大量的資本,以支持這個產業飛速的發展,但是目前無人機產業日趨飽和,雖然增長的趨勢還在繼續,但是能繼續多久還是個未知數,資本市場已經開始對無人機的投資收緊不少,投資額的下降會不會是無人機產業熱度下降的前兆也未可知。面臨如今激烈的角逐,大浪淘沙之後,無人機行業到底會怎樣呢?
美國市場的增長——開放式增長
近日,根據外媒報導,市場研究公司TheNPD Group發表報告稱,在2015年4月至2016年4月期間,美國無人機銷售額增長了224%,接近2億美元。
根據TheNPDGroup報告顯示,在2015年年11月和12月,無人機的銷售環比增長了1倍多,特別是在2015年聖誕銷售季期間,無人機銷售額增長較2014年同期增長了445%。根據FAA的數據顯示,開放註冊以來,近50萬無人機用戶在FAA進行了備案,並且這個數字仍在增加。
中國市場的增長——幾何增長趨勢
作為無人機的領軍國家(以消費無人機技術和市場占有率來說),無人機在中國市場的也呈幾何增長的趨勢。目前中國99%的消費級無人機都從深圳出口,據深圳海關統計,2015年近一整年(1月—11月),深圳無人機出口額達27億元人民幣(4.12億美元),是2014年同期的9.2倍。僅僅2015年的上半年(截至5月份),深圳口岸出口的民用消費級無人機約為16萬台,貨值達到7.5億元人民幣,較2014年同期出貨量暴漲69倍,貨值增長了55倍。不過每年的一二季度都是無人機銷售的淡季,這些同比顯得意義不大,但是從整年來說,還是增長極快的。目前還沒有2016年國內無人機的銷售數據,但是從現在的市場狀況來看,無人機的熱度並沒有減少,銷售量應該還在增長中。
無人機受眾結構——九成的玩家年齡超過了31歲
作為一項新興科技,在大眾印象中,無人機受眾的主要年齡層也應該在二十歲到三十歲之間。但是,根據市場研究機構Skylogic的另外一份報告顯示,年輕人並不是無人機玩家的主力軍,有九成的玩家年齡超過了31歲。
根據報告顯示,16—31歲所謂千禧一代的年輕玩家只占整個無人機市場份額的9.3%,而32—51歲的玩家最多,高達45.6%,值得注意的是,52歲以上的玩家群體也十分的龐大,達到了45%。這個數據具有一定的參考性,無人機操作的難度、價格、實用性等都可能是趨向年齡偏大的用戶的原因。
購買渠道——多數直接選擇專業經銷商和電商
Skylogic出具的報告中,還給出了一項無人機購買渠道的相關數據。報告顯示,無人機買家一般不會從大型零售商(比如百思買、塔吉特等)那裡購買無人機,多數人選擇直接從無人機製造商或者專業經銷商進行購買。
從報告中可以看出,亞馬遜、eBay等電商渠道中無人機的銷售量也在總量中占有舉足輕重的地位,這一點和國內無人機銷售渠道有些相似,不過不同的是,國內的主要經銷渠道集中在了電商這一塊,除了DJI等知名無人機廠商自身開設經銷渠道之外,大部分小廠商都選擇了淘寶、京東等電商作為主要銷售方式之一。
市場占有率——中國公司正在崛起
在Skylogic的報告中還對北美無人機市場的各品牌銷量進行了一個數據統計,統計顯示,在北美無人機市場前三中,有兩家無人機公司來自中國。中國的無人機明星公司DJI已經獲得了50%的份額,銷量冠絕群雄,排名第二的是日前一度陷入困境的美國無人機公司3DRobotics,占市場份額為7%,排名第三的無人機廠商同樣來自中國——Yuneec昊翔無人機,占市場份額4%。
之前無論是消費電子還是新興科技,大都是美國來引領潮流,中國見後開始效仿,大量的「山寨」產業也由此而生,「中國製造」雖然風靡世界,但「中國創造」卻始終沒有什麼能夠拿出手的東西。就在近幾年,中國創新力量才悄悄崛起,在消費級無人機領域,「中國創造」打破了美國在科技界霸主的地位。
投資情況——2016年一季度環比下降33%
全球無人機市場增長迅速也引來的資本方大量的投入,2015年無人機行業共有74宗投資交易,共獲得4.54億投資,投資額和2014年同比增長301%,但是今年起資本市場對無人機市場的投資卻日趨下降。根據CBInsights的數據,2016年第一季度無人機領域共計發生21宗投融資事件,連續3個季度交易量超過20宗,雖然交易量上和前一個季度相對持平,但是投資額卻下滑至9100萬美元,和前一季度相比下降33%,不過目前的投資額比去年同期仍然增長32%。在第一季度的投融資交易中,超過2000萬美元的投資交易只有2宗,而上一個季度卻有7宗之多。
五、未來無人機發展預測
1、據普華永道估計,到2020年,全球無人機市場價值將由如今的20億美元增加到1270億美元。普華永道認為無人機除了可以應用於防禦、送貨和空中拍攝,還將用於查證貿易索賠、增加農產品產量和為好萊塢大片製造特效。
2、根據美國聯邦航空管理局(FAA)最新估計,到2020年,將有700萬民用和商用無人機銷往美國,如今只有250萬。在這段時間裡,小型愛好者無人機銷量將從190萬增至430萬,商用無人機銷量將從60萬增至270萬。
3、國際數據公司(IDC)預測,到2019年,無人機在中國的銷量將達到300萬,儘管今年的銷量僅有39萬。這對於世界最大的無人機生產商——深圳大疆公司是利好消息。
4、大疆公司在去年5月最後一輪融資後,市值已達到80億美元。雖然大疆還沒有公開2015年的收益,但其估計本年銷售額將翻倍至10億美元。
5、蘋果公司是大疆最大的支持者之一。大疆精靈(Phantom)4無人機將出現在蘋果零售店最顯眼的位置,平時這一位置都會留給蘋果自家產品。這款無人機將在超過400家蘋果零售店上架。GoPro本打算在這個假期發售首款無人機來抵消運動攝像機需求下降的影響,這一消息顯然是對GoPro的一個打擊。
6、據眾籌平台AngelList預測,19億美元的風投資金將被注入無人機相關的新興企業。這些公司的平均估價為530萬美元,其中獲得關注最多的三家公司分別是商貿物流公司Skycatch,無人機雲端地圖和分析公司DroneDeploy和智能無人機生產商Matternet。
結束語:無人機和傳統的航空製造業產業鏈一樣,產業鏈長,涉及產業眾多,從航空機載武器裝備、機身複合材料、飛行器操縱控制、發射回收裝置、無人機整機等到無人機的應用等等。以上不僅給出了產業鏈各個企業,並且還給出了購買渠道,看完你一定對無人機產業鏈以及目前市場現狀有了很深刻的認識。(來源:芯師爺)
(8) 一覽無人機供應鏈 看13大主控晶片廠都有誰
無人機全稱無人駕駛飛機,是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。機上無駕員,但安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設備,地面、艦艇上或母機遙控站人員通過雷達等設備,對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數字傳輸。
類型大致有無人直升機、固定翼機、多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。按不同使用領域來劃分,無人機可分為軍用、民用和消費級三大類。
本文綜合了無人機供業鏈各環節所需部件,並將各環節主要供應商列舉出來,僅供參考。
無人機產業鏈全景圖
總的來說,無人機產業鏈主要包括兩類:
一類是像大疆、GoPro這樣的整機製造商;另一類則是為無人機提供硬、軟體的上游製造商,包括晶片、飛控、電池、傳感器、GPS、陀螺儀、動力系統、數據系統等等。
硬體方面,晶片是核心零部件,它直接決定了無人機的操控性能、通信能力和處理圖像信息的能力。
無人機主控晶片廠家有:高通(Qualcomm)、Intel(英特爾)、ST(意法半導體)、TI(德州儀器)、SamSung(三星)、Atmel(愛特梅爾,被Microchip收購)、新唐(Nuvoton)、XMOS、NVIDIA、瑞芯微等等。
消費級硬體廠家有:大疆(DJI)、Parrot、零度、Yuneec(昊翔)、ASC Tec、極飛、3DR(美國,曾經的大疆對手,現已退出消費級無人機市場)、Gopro等。
方案商有:極翼(提供整機解決方案)、零度(推出基於 手機晶片 的無人機整體解決方案)等。
技術提供商有:Skydio(無人機導航系統提供商)、Aerotenan、沃旭、Panoptes EBumper、Percepto、BetterView、AMIMON、Vertical AI、Dedrone等。
核心部件供應商有:InvenSense(被日本TDK收購,研發、銷售運動跟蹤裝置中的微機電系統陀螺儀)、MicroPilot(為無人機系統生產自動駕駛儀)、PolarPro(為運動相機專業生產過濾器等配件)、uAvionix等。
配件供應商有:ParaZero、Fuerte Cases等。
13大主控晶片廠
① 高通(Qualcomm)
主控:高通 Snapdragon晶片。它有無線通信、傳感器集成和空間定位等功能。採用了「RealSense」技術,能夠建起3D地圖和感知周圍環境,它可以像一隻蝙蝠一樣飛行,能主動避免障礙物。
為了讓Qualcomm inside,讓自己的晶片優勢進入到無人機領域。高通在2015年先後開啟收購和投資,在2月份的時候收購了無人飛行器研發公司KMel Robotics,同月月底,領投了大疆原消費領域的勁敵3DR 5000萬美元C輪。除此之外,高通在9月份推出了無人機設計平台Snapdragon Flight。
Snapdragon Flight最根本的優勢在於拉低了無人機的製造成本和售價,再往下挖深層一點,是因為:
1、高通無人機晶片具有和智慧型手機相同的晶片,也可能包括其他一些相同部件,能做到規模化生產從而帶來成本優化的效應;
2、晶片高度集成化,節省了無人機多個高價模塊的合起來的成本,據悉各個模塊成本合計為無人機成本的30%~40%。
對比目前主要的無人機晶片解決方案,高通snapdragon flight 的CPU 尺寸最小、主頻最高。目前已應用於國內廠商零零無限的小型無人機產品hover camera 及零度智控的自拍無人機dobby 的樣機。
② Intel(英特爾)
主控:英特爾凌動(Atom)處理器。內置了高達6個英特爾的「RealSense」3D攝像頭,採用了四核的英特爾凌動(Atom)處理器的PCI-express定製卡,來處理距離遠近與傳感器的實時信息,以及如何避免近距離的障礙物。
隨著傳統PC銷量的持續滑坡,英特爾正將其晶片業務轉移到火爆的無人機戰場。但是相比起銷售終端產品,英特爾更熱衷於為無人機提供解決方案,尤其是表現在無人機視覺方面。英特爾最大的優勢在於其RealSense技術採用的紅外雷射,相較起高通的雙目視覺技術,規避了計算機視覺識別物體的大量計算,並有效提高了精度。
在市場層面,英特爾於2015年花費了6000萬美元聘請了昊翔TyphoonH作為RealSense的在消費級市場上的推廣使,其面向開發者的Aero無人機,也是搭載了RealSense技術。
除此之外,英特爾早在此前就已經投資了兩家無人機公司Airware和Precisionhawk,還於2015年收購了可穿戴設備與智能眼鏡製造商Recon,以及致力於算法研究的德國無人機製造商AscendingTechnologies。
③ ST(意法半導體)
主控:STM32系列。ST全套MEMS陀螺儀,加速度計,傳感器,電源管理晶片。
ST(意法半導體的STM32L0系列 微處理器 基於ARM的Cortex - M0+架構,主打超低功耗,主要的應用場景是穿戴、醫療和工業傳感器領域。此前,大量STM32 F0和F4系列的產品線就被用在無人機上。
④ TI(德州儀器)
主控:TI OMAP3630。Micron快閃記憶體,德州儀器電源管理+USB解決方案,Atheros802.11b/g/nWiFi控制器,博世BMA150加速器,BMP180氣壓傳感器,應美盛的IMU-3000陀螺儀和運動處理器,微芯科技的PIC24HJ單片機。
⑤ SamSung(三星)
主控:Samsung Artik晶片。Artik 10採用1.3GHz八核處理器,擁有2GB內存和16GB快閃記憶體。包括Wi- Fi、藍牙和藍牙低功耗、ZigBee和Thread。
三星於2015年5月推出了低功耗晶片Artik,有三個規格,其中Artik1大小只有12mm*12mm,售價不到10美元,據悉規格不同,在處理速度、存儲能力以及無限電通信能力上均有差異。這晶片面向無人機和智能家具等網際網路設備。業界普遍認為Artik將成為三星對抗高通及英特爾的殺手鐧,但嚴格來說,三星還只是後來者。
? Atmel(愛特梅爾)
主控:ATMEL MEGA2560開發板。AT91M55800A,ARM7TDMI核、嵌入式ICE接口、存儲器以及外圍。
? NVIDIA(英偉達)
相比起英特爾試圖利用其處理器進入無人機市場,來彌補PC銷售的疲軟態勢,英偉達沒有迫切進入無人機市場的理由,其核心的GPU圖形處理器業務年增長幅度為7%,占據其2016上半年營收的82%。
據了解,2015年英偉達相繼為Parrot及其競對大疆提供晶片,針對無人機市場,英偉達開發了Jetson TX1晶片方案,可以勝任各類圖像圖形識別和高級人工智慧任務,使用它的無人機可以在空中停留更長時間。
此前,英偉達還同時為大疆和Parrot提供過晶片方案。當然英偉達並沒有將TX1主板的潛力限於在無人機的運用,它還可被運用於機器人、物聯網設備或者實驗室裝備。英偉達還為開發者們提供了計算機如OpenVX1.1的視覺庫以幫助開發人員使用主板。
? 新唐(Nuvoton)
主控:新唐 MINI5系列。低階遙控器使用 SOP20 封裝的4T 8051 N79E814;中高階遙控器則採用Cortex-M0 M051系列內建ARM9及H.264視頻邊解碼器的N329系列。
⑨ XMOS
主控:XMOS XCORE多核 微控制器 。頻率高達500MHz 的32位RISC內核,帶有Hardware Response I/O接口。多軸飛行器需要用到四至六顆無刷電機(馬達),用來驅動無人機的旋翼。
⑩ 瑞芯微
主控:瑞芯微RK3288。瑞芯微就有展示基於RK3288的無人機產品,但是此次卻是首次在國內展示並試飛。
據介紹,這款無人機產品採用軸距300mm的四旋翼,基於瑞芯微RK3288是處理器,攝像頭與機身採用了一體化設計,支持1080p視頻拍攝。機身重量約730g,續航時間為14分鐘。功能方面,支持一鍵全景、失控返航、定點巡航、一鍵自拍、一鍵繞飛、地理圍欄等。
? 全志科技
出身廣東珠海的 晶片廠商 全志,從去年初推出的R8可攜式網際網路電視方案;與京東智能聯合推出了的「叮咚」智能音箱(全志R16方案);再到美國Next Thing的9美元電腦Banana Pi成功眾籌近200萬美(全志R8方案)。
這三款產品都是基於全志針對IoT市場推出的R系列晶片。Remix推出了基於全志A64晶片的「首款Android PC」——Remix Mini,並成功在Kickstarter上眾籌到了近150萬美元。小米無人機採用的主控方案也正是全志科技最新的R16平台。
? 聯芯
大疆精靈Phantom 4就採用過聯芯方案LC1860,零度智控還推出基於聯芯LC1860的雙目視覺整體解決方案。據悉,聯芯還與小米合資成立松果電子,專注智能硬體領域。
? 華為海思
在無人機領域,華為旗下全資子公司海思原先在安防攝像頭市場有70%的市場份額,隨後為了給這安防攝像頭插上翅膀,於2016年7月推出了華為無人機平台,即聯手深圳本土初創公司宙心科技,在華為 海思晶片 的基礎上推出了一系列無人機解決方案。
國內10大無人機供應商
目前,國內無人機廠商約有200家,擁有核心技術的僅10家左右,大多以民用無人機消費市場為主,占全球90%的份額,尤以大疆、億航、極飛、零度等表現最為亮眼。
① 深圳市大疆創新科技有限公司
被譽為無人機領域的「蘋果」,在全球民用無人機領域排名第一,同時還是全球領先的飛行影像系統獨家先驅。代表作品:大疆 Phantom 3 4K,大疆「悟」 Inspire 1 Pro。
② 中科遙感科技集團有限公司
由中國科技學遙感與數字地球研究所控股,創立於2007年,下設五個全資子公司,有無人機遙感領域實力強勁,曾在汶川地震中航測出遙感圖。
③ 深圳零度智能飛行器有限公司
由深圳雷柏科技和北京零度智控共同成立,公司專注於小型智能無人機的研發與製造,為全球智能飛行器領域的開拓者和領航者一。目前,已擁有全球領先的智能無人機整機、多軸雲台、高清傳圖等產品體系。代表作品:探索者2代。
④ 廣州億航電子科技有限公司
航模及飛行器領域,自主研發通訊圖傳硬體與手機導航操控系統。代表億航184。
⑤ 廣州極飛電子科技有限公司
致力於民用無人飛機和飛行控制系統的研發和製造,是無人機行業領跑者和國內領先的商用無人機研發企業。在商用無人機、農業無人機領域取了得重大突破。代表作品:XMission「極俠」(全天候無人機)。
⑥ 上海九鷹電子科技有限公司
和操縱系統更是革命性地提升了單旋翼遙控模型直升機的平衡性、穩定性和操控性,掀開了單旋翼航模直升機的新篇章。「九鷹-科技」自創品牌「NINE-EAGLES」、「SOLOPRO」、「MOLA」,產品主要銷往北美、南美、日本、歐盟等一百五十多個國家和地區。代表作品:MOLAX1 無人機。
⑦ 深圳飛豹航天航空科技有限公司
專業從事無人機設計研發的創新型科技公司,FLYPRO擁有國際化的無人機產品研發團隊,具備行業領先的創新型無人機設計研發實力和先進的飛控系統、視覺定位系統與自動避障等多項行業領先技術。 代表作品:FLYPRO XEagle無人機
⑧ 深圳一電科技有限公司(AEE)
全球領先的多旋翼無人機系統製造商,全球首創集成式多旋翼無人機系統。
⑨ 深圳市艾特航空科技股份有限公司
接收機、發射機、飛機模型、橫列雙槳直升機、仿真飛機模型、微型機械陀螺儀等。
⑩ 深圳市大谷科技
深圳市大谷科技有限公司是整合目前IT無線通信傳輸領域的最前沿技術和資源,與軍品生產商合作,組建的高科技股份公司,公司有著豐富的客戶資源和市場,目標是在無線通信傳輸領域為客戶提供各種接入方式的無限互連互通的產品和服務。
軍/民用無人機廠商排名
在民用無人機領域,幾乎被中國企業屠榜。大疆以絕對的優勢位列榜首,而一電科技、零度智控、億航等也穩居世界前列。而在軍用無人機領域,則主要以歐美廠商為主。
近年,無人機被眾星捧月一夜崛起,但由於前期投入巨大,而消費群體又較為狹窄,再加上許多新創公司一窩蜂湧入,僧多肉少,在激烈的市場競爭下,許多企業提前倒下。
自2017年以來,全球無人機行業就襲來了一股寒意。全球排名前三的無人機製造商Parrot宣布大裁員,無人機明星企業Lily也因資金耗盡申請破產,中國大陸前陣子也開始實施無人機實名制,或將加速無人機退潮步伐。
https://kknews.cc/tech/q2k542r.html(9) 2017年中國無人機市場前景研究報告
一、無人機行業發展概況
無人駕駛飛機簡稱「無人機」,英文縮寫為「UAV」,是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。
無人機作為大數據的採集器,能滲透入人們生活的各個領域。現階段,無人機不僅能作為飛行工作平台滿足工作需求,憑藉著其空中的作業能力,可以輕易的深入介入植保、電力巡檢、災害救援以及航拍等領域;無人機同時也用於優秀的數據採集能力,因此也可以作為網際網路的連接埠。
隨著人工智慧技術的逐步完善,智能硬體已開始向小型化、低成本、低功耗的方向邁進,硬體成本的不斷走低,為無人機製造業創造了良好的發展環境,促進無人機產業規模的持續穩定增長。
二、無人機的分類及特點
按照應用領域的不同可以將無人機分類為軍用無人機與民用無人機,其中無人機可以進一步分為工業級無人機以及消費級無人機。按照技術特徵分類,無人機可分為固定翼無人機、多旋翼無人機、無人直升機和複合翼無人機。
1、民用無人機
隨著無人機技術的逐步成熟,民用無人機在日常生活中已經得到了廣泛的應用,憑藉著易部署、安全、便捷等特點。不僅能在消費層面上,提供航拍、競技等娛樂活動,同時在工業層面上能提供數據採集,運輸物品的功能。目前,無人機主要應用領域為能源、農業、警用、基建、救災、商業、醫療以及個人使用。
2、軍用無人機
軍用無人機是由遙控設備或自備程序控制操縱的不載人飛機。根據其控制方式,主要分為無線電遙控、自動程序控制和綜合控制三種類型。
憑藉著結構精巧、隱蔽性強、使用方便、造價低廉和性能機動靈活等特點,主要用於戰場偵察,電子干擾,攜帶集束炸彈、制導飛彈等武器執行攻擊性任務,以及用作空中通信中繼平台、核試驗取樣機、核爆炸及核輻射偵察機等。
3、無人機種類及優缺點
資料來源:中商產業研究院整理
在無人機生態系統中,上游是設計製造企業,主要包括技術基礎、整機製造、應用系統等企業;中游為應用運營企業,主要包括國民經濟建設的各方面,有安防監視、電力巡檢、農業植保、航拍攝影等;下游為無人機維護、數據處理、氣象保障等企業。
三、全球無人機市場競爭格局
資料來源:中商產業研究院
1、美國
1959 年,由於間諜衛星、SR-71 Blackbird 等還未研發成功,美國唯一可用的間諜飛機只有 U-2。1960 年,蘇聯將一架U-2 擊落;此後,美國決定加速研發無人機,功能設定為滲透深入敵方領地並攜帶精確的軍事情報返航。越戰期間,儘管美軍人機損失率較高,但飛行員傷亡或被俘機率有效降低。
目前,美軍已形成完備的無人機體系,偵察打擊樣樣精通。微型無人機 T-Hawk、Raven、Puma、WASP,小型無人機 Scan Eagle,大中型無人機 Gray Eagle、Predator、Reaper、Global Hawk、Triton,戰略隱形無人機 X-47B(現已變更為艦載無人加油機項目),美國已形成極為完備的無人機部隊。其中,微型無人機占絕大多數(7332 架 Raven、990 架 WASP、1137 架Puma),主要供單兵或小型部隊偵察使用;中型無人機以 Shadow(499 架)為主,同樣用於偵察監視;大型無人機則主要用於軍事打擊,Predator/Gray Eagle(237 架)、Reaper(112架)已在中東各戰場發揮重要作用。
無人機已成為無人武器部隊的絕對主力。根據美國國防部公布的軍費預算數字,美軍對無人機的研發測試和採購開支始終占到無人武器該類開支的 70%以上。就當前來看,與無人戰車、無人潛艇、無人船相比,無人機仍為美國乃至全球無人武器的中堅力量,普及程度最高、應用範圍最廣。
2、以色列
1973年贖罪日之戰,蘇聯向埃及和敘利亞提供的地對空飛彈導致以色列戰鬥機傷亡慘重;此後,以色列決定研發實時偵察無人機。1982年加利利和平行動,以色列在進攻貝魯特時,使用無人偵察機與由飛行員駕駛的飛機協同行動,並使用小型無人機作為雷達誘餌完全中和敵方的防空系統,很快取得制空權,無人機戰術大獲成功。
經過數十年的不懈努力,以色列軍用無人機覆蓋了偵察、干擾、反輻射、誘餌、通信等多個領域,已經形成從長航時無人機、戰術無人機到攻擊無人機的較為完整的無人機體系,有的無人機作戰性能甚至已經超過了美國。
以色列現役先進無人機型號
資料來源:中商產業研究院
3、歐洲
歐洲地區是無人機系統的一大潛在市場,但歐洲本地公司僅持有該市場份額的3%。歐洲各國希望擴展無人機的裝備數量,歐洲的公司也在努力獲 得無人機合同。這些「潛在」的無人機訂單額價值數十億歐元。「合作」是歐洲無人機研製工作的主題, 如多國聯合研製的神經元無人機、以及2014年英法提出的的未來空戰系統(Future CombatAir System,FCAS)合作項目等。
四、我國軍用無人機處於高速發展期
我國軍用無人機市場前景廣闊。《中國製造2025》中提出,「將航空航天裝備列入重點領域進行大力推廣,推進無人機等航空裝備產業化」。數據顯示,2015年我國軍用無人機市場規模為45.2億元,僅為全球市場的 10%,在我國軍費開支中占比約0.48%,而美國軍備高峰期占比為 0.7%~0.8%。在航空裝備無人化、小型化和智能化的趨勢下,我國軍用無人機市場發展迅速。中商產業研究院預計,2017年中國軍用無人機市場規模將達到88.48億元,未來將保持持續穩定增長。
數據來源:中商產業研究院整理
軍貿成為我國軍用無人機產業穩定增長點。無人機是公認的中國與西方國家在航空工業差距最小的領域。與美國/歐洲無人機相比,我國無人機性能並不處於劣勢,而價格卻相對實惠。更高的性價比使得我國軍用無人機廣泛出口中東、非洲、拉美等地區的第三世界國家,軍貿成為我國軍用無人機產業穩定增長點。
五、民用市場打開無人機產業成長空間
軍轉民典範,新興科技推動無人機民用化進程。20 世紀 90 年代以前,無人機多為軍事用途,儘管也有民用嘗試,但成功案例並不多;20 世紀 90 年代以來,全球定位與導航技術、微電子技術、無線電通信技術、無刷電機技術、數位相機技術的興起使得無人機民用化進程獲得重大突破。21 世紀以來,非軍用無人機發展進程明顯加快,並從工業級用途拓展到消費級用途,呈現多點開花局面。
數據顯示,2015年中國民用無人機市場銷售規模達到11.3億元。隨著無人機應用領域的逐漸擴大,無人機市場需求逐漸提升,預計2017年中國民用無人機市場規模將達到23.73億元。
數據來源:中商產業研究院整理
六、重點無人機品牌集團分析
2015年無人機在各個市場開始了大規模的拓展,被稱為「無人機」元年,無人機一度被譽為繼智慧型手機之後最被看好的終端市場,世界範圍內許多知名廠商,如英特爾、高通、小米、騰訊、京東等紛紛涉足無人機領域。一時間,無人機領域可謂「盛況空前」。
2017年無人機十大品牌排行榜TOP10
資料來源:網際網路周刊、中商產業研究院整理
1、大疆 DJI
深圳市大疆創新科技有限公司(DJI-Innovations,簡稱DJI),成立於2006年,是全球領先的無人飛行器控制系統及無人機解決方案的研發和生產商,客戶遍布全球100多個國家。
大疆phantom是消費級航拍無人機市場的開闢者,而Mavic更將開啟小型消費級無人機新時代。大疆無人機有望實現 iphone 的持續爆發增長。2013年年初,第一代大疆phantom正式發布,當年實現1.30億美元銷售額。2014年大疆航拍無人機實現約5億美元銷售額,2015年銷售額增至約10億美元,2013~2015年CAGR高達177%。
數據來源:中商產業研究院
根據 Frost& Sullivan 統計,大疆占全球商用無人機市場70%份額,綜合考慮大疆銷售額歷史增速,2016年大疆航拍無人機銷售額增長50%至15億美元,則2016年全球市場規模21.4億美元,摺合人民幣145億元。
2、中科遙感Chinars
中科遙感科技集團有限公司,高新技術企業,國家發改委遙感衛星示範基地,無人機遙感領域實力強/產業鏈完備的企業,曾在汶川地震中航測出遙感圖。
中科遙感是國家發改委遙感衛星示範基地,遙感衛星應用國家工程實驗室的成果轉化基地,國家遙感應用工程技術中心產業化基地,中科院雲計算中心遙感雲服務中心,國家高解析度對地觀測系統河北高分數據與服務中心。承擔了高分重大專項、國家863、發改委衛星應用專項、科技部重大儀器專項,以及國土部、環保部、水利部、測繪局、海洋局、地調局一系列科研項目,擁有近50項自主智慧財產權和多個發明專利。
中科遙感以發展衛星與遙感應用戰略新興產業為己任,通過「全球感知,區域服務」以遙感信息雲服務為龍頭,高分遙感數據服務為契機,區域綜合和大眾應用市場為驅動,深化行業應用,建設成為擁有從數據源、處理加工、信息產品生產到區域、行業、大眾應用服務的空間遙感信息產業鏈的集團公司。已取得ISO9001:2008質量管理體系認證、國家甲級測繪資質、軟體企業認定證書、高新技術企業、AAA信用等級證書等資質;是中國遙感應用協會常務理事單位、國家智慧城市產業聯盟、遙感應用產業聯盟和高分重大專項產業聯盟的發起成員單位之一、國際SCI檢索期刊「地球科學前沿」雜誌的協辦單位。具有強大市場競爭力和品牌號召力。
3、科衛泰
科衛泰成立於1997年,總部位於深圳,是國家高新技術企業,也是國內應急指揮和無線移動視頻傳輸領域的佼佼者。從早年的無線移動視頻傳輸系統、無線網絡傳輸產品到現在的工業級無人機系統,科衛泰已形成了一套從產品設計、研發、生產到解決方案整體化產業鏈。科衛泰生產的工業級無人機可負載飛行超過60分鐘,高清圖傳距離大於10公里,並經過嚴格的可靠性測試,有卓越的全氣候飛行能力——獨特的上翹機臂設計增加了飛行平穩性,使其可抗7級風;飛機多次在青藏高原超過5000米海拔測試,可照常自如工作;高度集成的機身和防雨雲台套件設計使其可在中雨環境飛行。
七、無人機未來發展趨勢
1、技術趨勢
目前大部分的無人機,續航時間都在30分鐘以內,如在惡劣的天氣下,無人機的飛行未定型將受到一定的考驗。未來無人機技術的將向自動避障、室內視覺定位、GPS跟隨、虛擬現實、水空兩用的趨勢發展。
2、投資趨勢
在行業應用方面,無人機雖被廣泛用於航拍、娛樂、送貨等方面,但這樣還是不足夠的,無論是無人機的應用需求還是需要更加深度地挖掘,未來看好做深做精,專業化的無人機,從市場規模角度,警用無人機、農業植保無人機、測繪與巡線無人機,未來都具有較大的投資價值。
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