無人機的定義

　　現在提到的無人機，通常是說無人飛行載具（Unmanned Aerial Vehicle， 簡稱UAV），或稱無人飛機、無人飛機系統（Unmanned Aircraft System，簡稱UAS），不需駕駛員在機內駕駛的飛機，通過地面遙控或自動駕駛技術，進行科學觀測、戰場偵查等任務的飛行器。

　　無人機有軍用和民用（商用）之分，實際上最早無人機是用于軍用方面的，伊拉克戰爭時美軍使用的無人機讓人看到其強大威力，裝有地獄火反坦克導彈的“捕食者” 和“全球鷹”，用于監視、偵察、攻擊等任務。而沒有安裝傳感器的“捕食者”投入戰場充當誘餌，撩撥伊拉克的防空系統。限于篇幅這里不展開軍用了，感興趣的 值友可自行搜索“捕食者MQ-X”。

　　Project Wing運送救災物資，Amazon正在進行PRIMe Air計劃用于無人機送貨，國內的淘寶、京東也有布局。民用方面，以多旋翼飛行器為主，主要有國外品牌3D robotics，國內知名品牌DJI大疆等。民用無人機的技術，可以參考Vijay Kumar在TED的演講：談會飛行及互相合作的機器人

　　航拍和FPV

　　FPV（First Person View）屬于航模的超視距操控，實時回傳翱翔天空的第一人稱視角以帶來身臨其境的駕駛體驗。典型的FPV設備由攝像頭，發射機，接受機，顯示屏構成。隨 著DIY的盛行，改裝后帶有自動控制系統和回傳系統的FPV航模實際上和民用無人機的差距也在不斷縮減。限于門檻和難度，不再展開DIY FPV，有興趣的網友可以自行了解。

　　航拍主要用于拍攝，以常規無法實現的角度進行影像拍攝及記錄，設備主要由無人機+云臺+攝像機組成，國內外知名廠商都有類似的一體化解決方案，是我們本文主要介紹的產品。

　　無人機的森林穿越，頗有星球大戰的競速感覺

　　多旋翼無人機介紹

　　航拍無人機主要有直升、固定翼、多旋翼、傘翼、飛艇等，民用領域主要是多旋翼無人機，是因為目前技術已經比較成熟，飛行穩定，可以懸停，操作簡單，成為目前最適合做航拍的選擇。目前世界上拍攝一些電影大部分用多旋翼無人機。缺點是續航時間短載荷小，但在民用娛樂領域，問題不大，且后期維護成本不 高。主要由機架、飛控、云臺、無線圖傳、地面站（手機或電腦）等部件組成。

　　四旋翼是多旋翼中最簡單最流行的一種，英文稱為Quadrotor，隨著輕便、靈活、安全、四旋翼飛行器Parrot AR.Drone的流行，越來越多得多旋翼產品來到我們面前。下面介紹下目前市面上主流的多旋翼無人機品牌及拳頭產品。

　　3D robotics

　　品牌介紹：3D robotics是知名的開源無人機品牌，由前連線雜志主編Chris Adnerson創辦，在無人機領域，3D robotics的開源項目類似于智能手機系統中Android。

　　IRIS+

　　四旋翼無人機，最大 400g荷載可安裝GoPro或其他小型專業拍攝設備。飛行時間在 15~22 分鐘左右。第三人視角跟拍技術讓IRIS+ 可以自動跟蹤被攝者，并且通過云臺穩定器保證被攝者處于畫面中央的位置，還可規定路線、區域自動飛行，比如拍攝一段完美的海岸線風景。

　　3d Robotics Iris+ Multicopter 915 Mhz 3DR IRIS+ Plus 5100mAh 3S

　　X8+

　　八旋翼無人機，和IRIS+相比，X8+更注重航拍功能，負重能力更強，能夠攜帶800克的拍攝設備。通過電動云臺自動調整攝影鏡頭的角度和姿勢，保持使用 者在畫面中心。鋁制框架的擴展性更強，可用來進行地圖繪制、云端測繪、3D建模等工作。X8+的飛行續航時間約為15分鐘。目前已經開始發售，售價為 1350美元。

　　3D Robotics RTF X8+ Ready To Fly Octocopter， 915MHz Telemetry Fr

　　消費級無人機市場迅速升溫

　　全球無人機市場迎來廣泛關注，大疆創新產品走向前臺，國內極飛科技、零度智控、云南昆明勁鷹航空科技以及國外 3D Robotics 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。被硅谷認為能與蘋果比較的隱形的世界級無人機公司。公司成立于 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臺，以及高清數字視屏傳輸模塊，再到如今致力于提供完整飛行影像策略。短短幾年間成長上千倍，2013年收入規模達到 8 億元，被美國《時代》雜志評為 2014年 度十大創新工具全球第三。

　　大疆的 DJI 無人機被廣泛運用于航拍，并且很受專業及業余級攝影師們的喜歡。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 Prime Air 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；3D Robotics 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、昆明勁鷹等。

　　目前無人機主要應用于航拍等各行業應用，包括邊防、農業等，比如昆明勁鷹無人機專業從事航測無人機設備的設計、生產、銷售和航測航拍服務，是中國技術頂尖的航測航拍無人機設計制造及航飛服務商，開發研制出勁鷹1型汽油航測航拍無人機、勁鷹2型垂直起飛固定翼無人機、勁鷹3型可垂直起飛懸停固定翼無人機、勁鷹650航拍專用飛行器、勁鷹1000型八軸航拍航測無人機、勁鷹1600大型載重旋翼飛行平臺和勁鷹S1型汽油航測航拍水上無人機等多種型號的無人機，并成功到非洲飛行完成航測任務，擁有為民用、商用航空領域提供優質服務的能力和實力。

　　Google 熱氣球 Project Loon，準備在全球打造一個平流層氣球網絡，然后又收購了 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、覆蓋整個星球的互聯網接入。

　　NASA 也在開發無人機 “低空交通管理系統”，有望在 2015 年用于農業。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采集，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。

　　GoPro 2014年也加入了 “小型無人機聯盟”，并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，并預計今年正式推出第一款多馬達驅動無人機，定價將于 500 到 1000 美元之間。大疆也宣布將在未來無人機產品上采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 Hero 3 系列相機設計的穩定云臺。

　　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。借助 “連接” 方式，把人的感知帶到另一個真實空間。這樣的體驗或許今后還能應用在隧道、峽谷與水下等場景，探險者將不再需要親歷，就能收獲刺激的感官體驗。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游樂場。

　　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臺，未來成長空間極大。據 Teal Group 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。

　　未來，無人機能為我們做些什么？

　　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。把無人機想象成一個 “會飛的傳感器”，無人機就成了工業 4.0 的一個空中數據端口，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 的空中數據端口！

　　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象空間的應用可能是作為空中的數據端口，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，使用無人機在全國范圍內來巡視農田，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，無人機通過數據鏈接入全球互聯網，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，并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制出用戶的運動地圖，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。不同之處在于無人機更加靈活，可以在更加復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互聯網，如何解決互聯網接入問題，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，可以為更大范圍內的用戶提供互聯網接入服務。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互聯網接入服務。

　　Google 收購 Titan，用無人機搶占互聯網覆蓋市場

　　在2014年4月 份收購了無人機公司 Titan Aerospace。Titan Aerospace 成立于 2012 年，其無人機試圖取代高成本的近地衛星。目前已經研制成功并開始測試無人機 Solara 50 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 1 GB 的網絡接入服務。

　　據稱在收購之后，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互聯網服務的 Project Loon，除此以外，Google 還計劃斥資 10 億美元，用衛星提供互聯網覆蓋。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 對互聯網入口的重視程度。

　　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 的無人機采用太陽能提供動力，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于商業飛機的海拔，又低于衛星的高度，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范圍內提供大容量服務，而衛星則用于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、無人機在內的各自互聯網連接技術。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 現在依然致力于購物領域，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 已經迭代進入第九代，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 申請更大范圍的室外飛行測試。另外 Google、UPS 等也從 2012-2013年 就開始測試無人機送貨。

　　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 公斤計算，包裹 10km 范圍內直接硬件成本（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后的貨物投送階段，僅知道目的地的 GPS 坐標是遠遠不夠的。目前澳大利亞克林頓和格蘭特的方法是在無人機上加裝攝像頭，并在用戶的陽臺上放一個大盒子，上有特定標識，無人機通過機器視覺識別并準確投遞到用戶的陽臺上。

　　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于攝影、勘察線路、搜救以及監控作物等，對于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，那么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，位于上海的 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并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。憑借其自動導航功能，“Mind4” 跟蹤選定目標時的最大高度可達 20 米，最遠身后距離可達 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。基于 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。