无人机从技术革新到产业盛宴

来源:宇辰网 作者:齐俊桐 时间:2015-11-11 分享至:
[宇辰导读]在消费级无人机,技术革新促成了产业盛宴;而在商用级无人机市场,比如农用、电力等,就是产业盛宴倒逼着技术革新。要弄明白无人机的前世今生和未来趋势,有几个问题需要弄清楚:无人机为什么突然火了?无人机火的现状是什么?商业级无人机市场面临着哪些机遇与挑战?如何面对这样的市场机遇?就这四个问题,宇辰网特约专家齐俊桐博士和你聊一聊。

无人机产业的突然崛起超出了所有人的想象,那么是技术革新促成了产业盛宴,还是产业盛宴倒逼技术革新?在消费级无人机,技术革新促成了产业盛宴;而在商用级无人机市场,比如农用、电力等,就是产业盛宴倒逼着技术革新。要弄明白无人机的前世今生和未来趋势,有几个问题需要弄清楚:无人机为什么突然火了?无人机火的现状是什么?商业级无人机市场面临着哪些机遇与挑战?如何面对这样的市场机遇?就这四个问题,宇辰网特约专家齐俊桐博士具体和你聊一聊。



为什么无人机突然火了

无人机是特种机器人的一种,发展速度,超越了其他任何特种机器人。在无人机发展的过程中,大疆的崛起起到了至关重要的作用。大疆的成功得益于天时、地利、人和,比如:起步早、深圳产业配套完善、汪韬个人对技术的追求极致等,各种因素综合作用使大疆站在了无人机行业的风口。

无人机火了,但为什么火的这么快?首先,飞行是人类的梦想;其次,飞行加上摄像机给了我们全新的视角去看这个世界;第三、无人机整体价格已进入生活消费区间。而更关键是导航、控制技术及加工、制造技术、电机电调技术创新等内在因素,使得无人机的操作变得异常简便,这些都成为无人机火起来的关键原因。简而言之,技术发展和技术革新促进了无人机在消费级市场的发展。

消费级无人机市场是实火,商用级无人机市场是虚火

无人机的火是指消费级市场的火,是一种实火;而从商用级市场来看,目前尚处在虚火的状态。而进一步分析可以发现,消费级市场的实火,国内同发达国家相比也有很大差距,发达国家市场是真的火,而国内市场火候未到。发达国家消费级无人机主要用在纯娱乐、非商用和商用二次开发以及商用航拍方面。而反观国内消费者,绝大多数都还应用在航拍领域,纯娱乐应用、个人消费、二次开发比较少。这里面包含:经济发展、文化等诸多方面的因素,“小飞”以后再跟大家仔细探讨。

国内商用级无人机处于的虚火和烧钱状态。虽然在各个展会可以看到大量的警用、农用、消防无人机,但目前仍处于起步阶段,这个阶段仍然摆脱不了项目、关系和政府。所以说现在的商用级市场不仅完全没有被引爆,还没有被点燃。

这里整理了无人机商业应用领域各个细分市场的现状。

提到的商业应用,必须先说农业植保。与欧美不同,我国通用航空大规模用于农业植保的可能性目前较低,成就了无人机的机会。以18亿亩耕地来算,每亩每年平均喷洒5次,每亩每次平均喷洒成本10元,其产值会在千亿左右,这样的产值已经使很多无人机公司趋之若鹜。农业无人机必须考虑三方面的需求:成本、效率和效果。成本,是指和人工及地面机械喷洒对比,其综合成本要有竞争力;效率,在病虫害的抑制期,通过无人机喷洒把病虫害灭掉;效果,应当避免重复喷洒、漏喷洒,以及如何保证喷洒均匀度等。虽然目前农用喷洒方面仍存在不少问题,但可喜的是已经有很多团队或个人在购买这套系统后可以一年内回本,这足以证明农用航空植保是具有广阔应用前景的。总体来看,农业植保市场必将是无人机商用领域内最先爆发的行业市场。

第二类商业应用是电力,从2012年开始,国家电网开始每年招标输电线路巡检无人机,每年的总额大约10亿,现在很多电网公司已经配备,但使用情况并不理想。技术方面存在问题,运营模式也存在问题,但方向是没有问题的。大规模的资金投入,让电力行业技术持续发展,最终代替或辅助人工巡检,降低运营成本。所以,电力应用在未来一段时间都会是稳步增长的状态。

第三类商业应用是警用,当前警用无人机还未列入公安部采购目录,各个地方看到的警用无人机都是地方行为。警用无人机的需求还不是特别明确,现在还以成果展示为主。

第四类商业应用是消防和救援,需求比较明确,但面临较大的技术难度,比如:耐高温、防水等技术。所以现在消防、救援方面的应用主要是以航拍为主。国内目前处于论证阶段,还没有起步。

总体来说,商用级无人机现在还处在虚火的阶段的主要因素包括:用户用不了、用不起和用不好。用不了,指政策空白,但这个问题一定会逐步解决,比如:农用无人机补贴已经陆续出台,在一定程度上也说明了国家对这种商业应用形式的承认;用不起,是因为当前商用级无人机价格较高,动辄十几万甚至上百万,这是因为市场需求较小、竞争不充分造成的;而最重要的原因还是用不好,即商业应用的载荷都比较大,飞行环境复杂,比如低空或城市,无人机不够智能,还无法自主面对这样复杂的地形地貌环境,从而增加了使用难度。

商业级无人机市场的机遇和挑战

商用机无人机产业链较长,短期内较难出现寡头,初创企业可以在产业链中寻找自己的价值点。在商用级无人机市场,每一个细分行业市场都有百亿或以上的市场规模,但市场并不成熟,需要培育用户。商业应用产业链比较长,寡头很难统治,其商业应用一定是产业链分工协作的结果,有控制系统、机体的供应商,解决方案的开发商,服务提供商,各司其职。同样,无人机想在商业上进行广泛应用,面临的挑战是要提高无人机环境适应能力和自动控制水平,而这方面的提升需要长期的技术积累和持续的资金投入;同时,面对商业应用,无人机的安全策略有待验证,法律框架也不完善,这也阻碍了商业级无人机的广泛应用。

商业无人机未来的发展方向

“大脑”引爆商用无人机市场。我们知道,人类的小脑主要负责行走的平衡和稳定,而大脑负责感知环境,认识别人和各种障碍物以及规划行为。

与此类似,无人机中“小脑”的作用是实现运动自主和反馈自主。运动自主是让无人机可以沿着一条设定的曲线或直线自主飞行;反馈自主是指如果一阵风来了,无人机能够感知扰动并进行抑制,诊断自己的故障并进行容错,自主起飞和着陆等。

首先,环境理解,要实现避障或者主动安全,不仅仅需要感知环境,还需要理解环境,不仅仅需要知道哪里有障碍物,还需要知道是哪种类型的障碍物,这样才能设定优先级,生成避障的策略。例如:首先避开人,然后是房屋,之后才是墙;

第二,主动安全,类似于汽车的先进驾驶辅助系统(ADAS),但要求又高于ADAS,可以完成一些避碰、避撞等工作。具备这种能力,无人机才能够在商业应用领域快速发展。主动安全还有一方面就是地图的同步创建,也就是即时定位于地图构建(SLAM)功能;

第三,环境交互,无论是地面机器人还是水下机器人,它们的发展都是从信息获取型向主动操作型演化。最早只是加装一台摄像机,后来有了机械臂。其实无人机也一样,无人机加上眼睛,变成了空中摄像机,如果无人机加装了一个爪子,那么它从空中可以做很多工作,比如物体的维修、维护、拾取、夹持等;

最后,互联互通,滴滴用车盘活了出租车的存量、私家车和代驾司机的增量,应该说是技术上的变革使整个出租和用车行业发生了质的变化。其实无人机对互联互通的需求更要大于它们,而且很多的价值我们现在都无法估计,在未来互联互通之后,数据的价值要远远大于飞机本身的价值,会带来更大的增量价值市场。

本文据一飞智控创始人——齐俊桐 先生演讲报告《无人机——从技术革新到产业盛宴》的商业无人机部分的后期整理。

齐俊桐,一飞智控(天津)科技有限公司创始人,天津大学机器人与自主系统研究所教授、博士生导师,原中国科学院沈阳自动化研究所、机器人学国家重点实验室研究员、博士生导师。曾主持20余项国家自然科学基金重点项目、国家863、国家973、国家科技支撑等项目,获中国专利优秀奖、辽宁省科技进步一等奖、辽宁省自然学术成果一等奖、国家电网科技进步二等奖等奖励10余项。(本文作者授权发布,宇辰网特约专家作者;转载请注明作者姓名和“来源:宇辰网”)

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