無(wú)人機(jī)不止是航拍
2015-12-09 來(lái)源:新華網(wǎng) 東方證券 36氪 評(píng)論:0
無(wú)人機(jī)是什么
無(wú)人機(jī)是無(wú)人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱(Unmanned Aerial Vehicle),是利用無(wú)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(wú)人直升機(jī)、固定翼機(jī)、多旋翼飛行器、無(wú)人飛艇、無(wú)人傘翼機(jī)。
按照不同平臺(tái)構(gòu)型來(lái)分類
無(wú)人機(jī)可主要有固定翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)和多旋翼無(wú)人機(jī)三大平臺(tái),其它小種類無(wú)人機(jī)平臺(tái)還包括傘翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)和無(wú)人飛船等。
按不同使用領(lǐng)域來(lái)劃分
無(wú)人機(jī)可分為軍用、民用和消費(fèi)級(jí)三大類,對(duì)于無(wú)人機(jī)的性能要求各有偏重:
軍用無(wú)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(wú)人機(jī),包括偵察、誘餌、電子對(duì)抗、通信中繼、靶機(jī)和無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)等機(jī)型。
民用無(wú)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(lái)看民用無(wú)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%,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(wú)線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)獲取等領(lǐng)域。
消費(fèi)級(jí)無(wú)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。
目前無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
無(wú)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(wú)人機(jī)用于物流的嘗試也越來(lái)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(wú)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(wú)人機(jī)“低空交通管理系統(tǒng)”,有望在 2015 年用于農(nóng)業(yè)。
無(wú)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(wàn)美元融資。其他創(chuàng)新應(yīng)用包括蜜蜂大小的無(wú)人機(jī)對(duì)花朵進(jìn)行授粉等等。
無(wú)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(wú)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(lè)場(chǎng)。
無(wú)人機(jī)技術(shù)難點(diǎn)-飛行系統(tǒng)
飛控系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的“駕駛員” - 更精確、更清晰。飛控子系統(tǒng)是無(wú)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(guò)程的核心系統(tǒng),飛控對(duì)于無(wú)人機(jī)相當(dāng)于駕駛員對(duì)于有人機(jī)的作用。
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(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無(wú)人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。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(wú)人機(jī)對(duì)傳感器的配置要求也不同。未來(lái)對(duì)無(wú)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(wú)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(wú)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)。
無(wú)人機(jī)技術(shù)難點(diǎn)——導(dǎo)航系統(tǒng)
導(dǎo)航系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的“眼睛”,多技術(shù)結(jié)合是未來(lái)方向。導(dǎo)航系統(tǒng)向無(wú)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(wú)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(wú)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(lái)無(wú)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(lái)發(fā)展的方向。
無(wú)人機(jī)技術(shù)難點(diǎn)——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(wú)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。
無(wú)人機(jī)技術(shù)難點(diǎn)——數(shù)據(jù)鏈
數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)?ldquo;放風(fēng)箏的線” 從獨(dú)立專用系統(tǒng)向全球信息格柵(GIG)過(guò)渡。數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的重要技術(shù)組成,負(fù)責(zé)完成對(duì)無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)人機(jī)實(shí)用化能力將越來(lái)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(lái)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(lái)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(wú)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(guò)渡,為授權(quán)用戶提供無(wú)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。
無(wú)人機(jī)與工業(yè)4.0
工業(yè)4.0的空中數(shù)據(jù)端口——作為一個(gè)“會(huì)飛的傳感器”,無(wú)人機(jī)未來(lái)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(wú)人機(jī)最普通的巡檢功能說(shuō)起,使用無(wú)人機(jī)在全國(guó)范圍內(nèi)來(lái)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(wú)人機(jī)通過(guò)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(lái)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中,小型無(wú)人機(jī)可以用來(lái)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(lái)說(shuō),無(wú)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(lái)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(guò)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(guò)其門而不入”的潛在消費(fèi)者推送優(yōu)惠促銷信息。通過(guò)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(guò)定位移動(dòng)設(shè)備來(lái)拯救生命。無(wú)人機(jī)通過(guò)受困者手機(jī)Wi-Fi信號(hào)來(lái)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(guò)時(shí)推送促銷信息等。不同之處在于無(wú)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。
綜合編輯自:新華網(wǎng) 東方證券 36氪

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