一、無人機是什么

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(shè)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“空中機器人”。

按照不同平臺構(gòu)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臺，其它小種類無人機平臺還包括傘翼無人機、撲翼無人機和無人飛船等。固定翼無人機是軍用和多數(shù)民用無人機的主流平臺

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臺，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臺，靈活性介于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(lǐng)域來劃分，無人機可分為軍用、民用和消費級三大類，對于無人機的性能要求各有偏重：

1）軍用無人機對于靈敏度、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，包括偵察、誘餌、電子對抗、通信中繼、靶機和無人戰(zhàn)斗機等機型；

2）民用無人機一般對于速度、升限和航程等要求都較低，但對于人員操作培訓(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最大的市場在于政府公共服務(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)為未來無人機潛力最大的市場可能就在民用，新增市場需求可能出現(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）消費級無人機一般采用成本較低的多旋翼平臺，用于航拍、游戲等休閑用途。

圖：世界民用無人機使用領(lǐng)域構(gòu)成。

二、無人機技術(shù)難點

1、飛控系統(tǒng)是無人機的“駕駛員”-更精確、更清晰

飛控子系統(tǒng)是無人機完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場回收等整個飛行過程的核心系統(tǒng)，飛控對于無人機相當(dāng)于駕駛員對于有人機的作用，我們認(rèn)為是無人機最核心的技術(shù)之一。飛控一般包括傳感器、機載計算機和伺服作動設(shè)備三大部分，實現(xiàn)的功能主要有無人機姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無人機任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。

圖：飛機架構(gòu)。

其中，機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、不同用途的無人機對傳感器的配置要求也不同。

未來對無人機態(tài)勢感知、戰(zhàn)場上識別敵我、防區(qū)外交戰(zhàn)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、更高的分辨率，因此國外無人機傳感器中大量應(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)向無人機提供參考坐標(biāo)系的位置、速度、飛行姿態(tài)，引導(dǎo)無人機按照指定航線飛行，相當(dāng)于有人機系統(tǒng)中的領(lǐng)航員。

無人機載導(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，而未來無人機的發(fā)展要求障礙回避、物資或武器投放、自動進(jìn)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(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、動力系統(tǒng)-渦輪有望逐步取代活塞，新能源發(fā)動機提升續(xù)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(fā)動機體積小、成本低、工作可靠：

1）無人機目前廣泛采用的動力裝置為活塞式發(fā)動機，但活塞式只適用于低速低空小型無人機；

2）對于一次性使用的靶機、自殺式無人機或?qū)?，要求推重比高但壽命可以短?-2h），一般使用渦噴式發(fā)動機；

3）低空無人直升機一般使用渦軸發(fā)動機，高空長航時的大型無人機一般使用渦扇發(fā)動機（美國全球鷹重達(dá)12t）；

4）消費級微型無人機（多旋翼）一般使用電池驅(qū)動的電動機，起飛質(zhì)量不到100克、續(xù)航時間小于一小時。

往前看，我們認(rèn)為隨著渦輪發(fā)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(shù)據(jù)鏈?zhǔn)恰胺棚L(fēng)箏的線”–從獨立專用系統(tǒng)向全球信息格柵（GIG）過渡

數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)是無人機的重要技術(shù)組成，負(fù)責(zé)完成對無人機遙控、遙測、跟蹤定位和傳感器傳輸，上行數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)對無人機遙控、下行數(shù)據(jù)鏈執(zhí)行遙測、數(shù)據(jù)傳輸功能。普通無人機大多采用定制視距數(shù)據(jù)鏈，而中高空、長航時無人機則都會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)展推動者無人機數(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(xì)程度和執(zhí)行任務(wù)的復(fù)雜程度不斷上升，對數(shù)據(jù)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(jìn)，預(yù)計幾年后現(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。

從美國制定的無人機通信網(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、又支持移動用戶。

三、無人機發(fā)展緣起

1、軍用技術(shù)溢出，成本下降引爆民用市場

戰(zhàn)爭是無人機發(fā)展的頭號牽引力，20世紀(jì)末經(jīng)歷三大技術(shù)發(fā)展浪潮

毫無疑問，無人機發(fā)展的初期是為了純粹的軍事用途：一戰(zhàn)時期英國研制的世界第一款無人機被定義為“會飛的炸彈”，二戰(zhàn)時期德軍已經(jīng)開始大量應(yīng)用無人駕駛轟炸機參戰(zhàn)；二戰(zhàn)后無人機研發(fā)的中心出現(xiàn)在美國和以色列，用途延伸至戰(zhàn)地偵察和情報搜集，無人機被派往朝鮮、越南和海灣戰(zhàn)場協(xié)助美軍和以色列軍隊作戰(zhàn)。

正是由于無人機在偵查方面低成本、控制靈活、持續(xù)時間長的天然優(yōu)勢，各國軍隊相繼投入大量經(jīng)費研發(fā)無人機系統(tǒng)。

無人機技術(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“黃金時代”：

1）1990年后，全球共有30多個國家裝備了師級（大型）戰(zhàn)術(shù)無人機系統(tǒng)，代表機型有美國“獵人”、“先驅(qū)者”，以色列“偵察兵”、“先鋒”等；

2）1993年后，中高空長航時軍用無人機得到迅速發(fā)展，以美國“蒂爾”無人機發(fā)展計劃為代表，在波黑戰(zhàn)爭中大放異彩；

3）20世紀(jì)末，旅團(tuán)級（中小型）固定翼和旋翼戰(zhàn)術(shù)無人機系統(tǒng)出現(xiàn)，其體積小、價格更低、機動性好，標(biāo)志著無人機進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用時代。

早期的航空技術(shù)解決的是無人機能夠飛行的問題，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)、急劇攀升的計算機處理能力推動無人機向智能化發(fā)展，真正成為“會思考”的空中機器人；

2）高速帶寬：高速寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)無人機組網(wǎng)和互相連通，無人機編組、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)和微機電技術(shù)進(jìn)一步減輕無人機平臺重量、提高精確度；

4）更強的續(xù)航能力：電池續(xù)航能力的大幅上升，以及新能源技術(shù)賦予無人機更長的飛行時間。

2、技術(shù)向民用外溢，無人機產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入普及時代

由于軍用無人機在”3D”（DULL，DIRTY，DANGEROUS）環(huán)境下執(zhí)行任務(wù)的顯著優(yōu)勢以及靈活機動的特性，民用各行各業(yè)對無人機的應(yīng)用也翹首以盼。但相比軍用無人機近百年的發(fā)展歷史，民用無人機在上世紀(jì)80年代軍用無人機的現(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余年時間。

日本的民用無人機開發(fā)較早：早在1983年雅馬哈公司采用摩托車發(fā)動機，開發(fā)了一種用于噴灑農(nóng)藥的無人直升機，1989年其成為實際首架成功用于試飛的無人直升機，2002年CERP公司及發(fā)明一款JAXA多用途民用無人機；2003年開始，耗時3年，岐阜工業(yè)協(xié)會先后開發(fā)了4代無人機產(chǎn)品，主要應(yīng)用于森林防火、地震災(zāi)害評估等領(lǐng)域；

美國NASA牽頭成立世界級無人機應(yīng)用中心：2003年美國NASA成立世界級的無人機應(yīng)用中心，專門研究裝有高分辨率相機傳感器無人機的商業(yè)應(yīng)用。

近年美國國家海洋和大氣管理局用無人機追蹤熱帶風(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，美國宇航局使用“伊哈納”（Ikhana）的無人機來評估大火的嚴(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爆炸后艾倫實驗室公司的無人機協(xié)助溢油監(jiān)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(wù)執(zhí)行證書，并與有關(guān)部門合作展開多種民用任務(wù)的試驗飛行。

歐洲在2006年制定并即刻實施的“民用無人機發(fā)展路線圖”，之后歐盟擬籌夠一個泛歐民用無人機協(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。

中國起步早，近年發(fā)展較快：中國上世紀(jì)80年代，就將自行開發(fā)的無人機（脫胎于軍用機型）在地圖測繪和地質(zhì)勘探中做了嘗試。近些年，專為民用研制額”黔中“1號無人機與2010年順利首飛，2011你那國產(chǎn)”蜜蜂“28無人機，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、航拍測繪、中繼通信等。

對于民用領(lǐng)域，無人機僅僅是一個飛行平臺，其功能歸根到底要通過機載系統(tǒng)中的任務(wù)載荷設(shè)備來完成。

和ToB端各行各業(yè)無人機領(lǐng)域快速發(fā)展相比，近兩年ToC消費端航拍、娛樂等市場，受益于無人機各方面技術(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&消費無人機爆發(fā)創(chuàng)造條件

近十年民用和消費級無人機市場的興起，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——目前一個高性能FPGA芯片就可以在無人機上實現(xiàn)雙CPU的功能，以滿足導(dǎo)航傳感器的信息融合，實現(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、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，使得無人機在保持較輕的重量下，續(xù)航時間能有25-30分鐘，達(dá)到可以滿足一些基本應(yīng)用的程度，此外，太陽能電池技術(shù)使得高海拔無人機可持續(xù)飛行一周甚至更長時間。

相機等——近年來移動終端同樣促進(jìn)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(tǒng)開源，無人機飛入尋常百姓家

如果說硬件成本下降解決了無人機“身體”的問題，近年來飛控系統(tǒng)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(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系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)開源的鼻祖，其后2011年美國APM公司開放無人機設(shè)計平臺徹底點燃了市場對無人機系統(tǒng)開發(fā)的熱情，2012年以后民用和消費無人機進(jìn)入了加速上行的通道。

至今，國際無人機行業(yè)已經(jīng)形成了APM（用戶最多）、德國MK（最早的開源系統(tǒng)）、Paparazzi（穩(wěn)定性高、擴(kuò)展性強）、PX4和MWC（兼容性強）等五大無人機開源平臺。

以PPZ（Paparazzi）為例，始于2003年的PPZ是一個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、自動駕駛軟件，同時覆蓋地面設(shè)備的全套成熟解決方案，既可以驅(qū)動固定翼飛機、也可以驅(qū)動旋翼機，并且可以通過地面控制軟件實時監(jiān)控飛機飛行的衛(wèi)星地圖?？梢哉f，強大的開源飛控系統(tǒng)已經(jīng)使得無人機全面進(jìn)入“用戶友好”時代。

2014年10月，著名計算機開源系統(tǒng)公司Linux推出了名為“Dronecode”的無人機開源系統(tǒng)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(fā)者提供所需要的資源、工具和技術(shù)支持，加快無人機和機器人領(lǐng)域的發(fā)展。根據(jù)Teal航空市場調(diào)研公司的報告，Dronecode項目使未來十年世界無人機研發(fā)、測試和評估等活動的總值達(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、無人直升機和各種多軸旋翼無人機等，吸收了APM、PX4等多個平臺，進(jìn)一步推動了系統(tǒng)開發(fā)的可視化和友好化。

5、無人機相關(guān)政策：各國政策都處于持續(xù)完善中

中國無人機相關(guān)政策：走出了規(guī)范化的第一步

圖：2009年至今中國無人機相關(guān)主要政策匯總。

總的來說，2009年前，無人機處于無監(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，實際申請操作上模糊不清。

美國無人機相關(guān)政策：商業(yè)無人機草案終出

圖：2014-2015美國聯(lián)邦航空管理局無人機管理動態(tài)匯總。

經(jīng)歷了長時間的等待，數(shù)次延期，2015年2月15日，美國聯(lián)邦航空管理局終于公布了期盼已久的無人機商轉(zhuǎn)管理辦法草案。這項新規(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，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范圍內(nèi)，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?xùn)|西，機體外側(cè)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(qū)，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)臨時限飛令。無人飛機應(yīng)避開人駕駛的飛機機場至少八公里。無人飛機飛行時，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：無人機操作人員至少滿17歲，需考取美國聯(lián)邦航空局無人機操作人員資格證書，并且通過TSA（美國運輸安全管理局）的審查要求。

（4）另外，關(guān)于愛好者的模型無人機，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(guī)領(lǐng)航者

圖：最新歐洲無人機相關(guān)主要政策匯總。

CAP722是英國民航局在英國領(lǐng)空內(nèi)對無人機使用的指導(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)與實施。

這份文件強調(diào)了在英國操作無人機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，并且對民用無人機實施相當(dāng)程度的開放政策。英國民航局是無人機法規(guī)領(lǐng)域的領(lǐng)航者。

歐洲法規(guī)2008第216號監(jiān)管著所有整機重量超過150公斤的無人機。無人機的設(shè)計和生產(chǎn)也必須和常規(guī)飛機一樣遵循相關(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)實施輕型無人機計劃），并且必須獲得適航認(rèn)證或準(zhǔn)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(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(rèn)證的需求。英國民航局也會在自己調(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許可。

整機重量20公斤以下的無人機并不需要遵從很多主要政策要求，但是領(lǐng)航法第98號文中設(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(yè)。

當(dāng)前英國航空法中操控?zé)o人機并不需要認(rèn)證飛行員執(zhí)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(zhì)。飛行資質(zhì)可以通過完成指定課程獲得，并有四家認(rèn)證機構(gòu)運營著培訓(xùn)與考試。

四、無人機全球市場

上圖是Teal集團(tuán)對全球無人機市場規(guī)模預(yù)測，他們預(yù)計到2023年無人機市場將達(dá)到115億美元。

而對于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（大約為年化復(fù)合增速為9%，到2023年達(dá)到15億美元，當(dāng)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(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，民用無人機市場在全球范圍出現(xiàn)爆發(fā)性增長需要突破的兩個瓶頸是空域資源和安全問題，一旦在世界范圍內(nèi)這兩個問題得到解決，人類利用無人機征服空域的想象空間將被徹底打開，全球民用無人機市場可能呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長。

圖：民用無人機下游應(yīng)用行業(yè)。

1、民用無人機：下游需求廣泛，進(jìn)入快速發(fā)展期

民用無人機下游需求非常廣泛，包括農(nóng)業(yè)、電力石油、檢災(zāi)、林業(yè)、氣象、國土資源、警用、海洋水利、測繪、城市規(guī)劃等多個行業(yè)。

近年來無人機在民用市場的應(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領(lǐng)域，無人機需求較為迫切，且具備較大的市場規(guī)模。我們認(rèn)為其它行業(yè)的潛在需求也將逐步顯現(xiàn)，我國民用無人機市場空間巨大，將進(jìn)入快速發(fā)展期。

農(nóng)業(yè)植保：民用無人機最大市場，農(nóng)業(yè)植保市場規(guī)模超百億

圖：農(nóng)業(yè)質(zhì)保無人機扶持政策。

日本植保無人機已經(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)行測算，中國如果達(dá)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(guī)模可達(dá)150億元。

電力巡檢：政策有望出臺，市場規(guī)模超十億

2009年1月，國家電網(wǎng)公司正式立項研制無人直升機巡檢系統(tǒng)。

2013年3月，國家電網(wǎng)公司出臺《國家電網(wǎng)公司輸電線路直升機、無人機和人工協(xié)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(xié)同的新型巡檢模式是堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的迫切需要，目前公司系統(tǒng)直升機巡檢作業(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(wǎng)公司系統(tǒng)將全面推廣直升機、無人機和人工巡檢相互協(xié)同的輸電線路新型巡檢模式。

2014年6月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準(zhǔn)化中心對外發(fā)布名為《架空輸電線路無人機巡檢作業(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)計電力聯(lián)合會的無人機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在今年有望正式出臺。

圖：人工、載人直升機、無人機三種方式進(jìn)行店里巡查對比。

我國110kV以上高壓輸電線約為52公里，按每年巡檢次數(shù)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(zāi)多發(fā)國家。

目前，國外森林防火中應(yīng)用了較多的新技術(shù)和新設(shè)備，國內(nèi)在此方面的應(yīng)用需求也日益增加，對森林保護(hù)的投入逐漸加大，先后運用衛(wèi)星進(jìn)行資源普查、森林火場監(jiān)視，而使用無人機系統(tǒng)對森林火情監(jiān)測還是初始階段。

檢災(zāi)：國情需要，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)難以及時獲取災(zāi)區(qū)的實時地面影像。

地震發(fā)生后，多種型號的無人機航空遙感系統(tǒng)迅速進(jìn)入災(zāi)區(qū)，在災(zāi)情調(diào)查、滑坡動態(tài)監(jiān)測、房屋與道路損害情況評估、救災(zāi)效果評價、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，國家地震災(zāi)害緊急救援隊使用旋翼無人機對災(zāi)區(qū)地形地貌、受損情況進(jìn)行空中排查，為國家地震災(zāi)害緊急救援隊的搜救工作提供了參考和依據(jù)。該無人機由國家地震災(zāi)害緊急救援隊與中國科學(xué)院沈陽自動化研究所聯(lián)合研制，并在地震搜救過程中應(yīng)用，探測精度達(dá)到0.1米，可在200米低空連續(xù)飛行100公里。

我國自然災(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，為了提高救災(zāi)效率和質(zhì)量，必須提供及時準(zhǔn)確的災(zāi)害信息。常規(guī)災(zāi)害監(jiān)測方法周期長，成本高，難于滿足救災(zāi)應(yīng)急的需要。

無人機航空遙感系統(tǒng)作為衛(wèi)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(huán)境影響小、成本低的優(yōu)點，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、消費級無人機市場迅速升溫

今年全球無人機市場迎來廣泛關(guān)注，大疆創(chuàng)新產(chǎn)品走向前臺，國內(nèi)極飛科技、零度智控以及國外3DRobotics等無人機公司產(chǎn)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(chuàng)新是全球領(lǐng)先的小型無人機廠商，占據(jù)了全球民用小型無人機約50%的市場份額，公司80%的產(chǎn)品都是銷往國外。被硅谷認(rèn)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(jìn)而發(fā)現(xiàn)無人飛行器航拍的市場接入點，轉(zhuǎn)做整機和穩(wěn)定的飛行平臺，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。短短幾年間成長上千倍，2013年收入規(guī)模達(dá)到8億元，被美國《時代》雜志評為2014年度十大創(chuàng)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(yè)及業(yè)余級攝影師們的喜歡。其產(chǎn)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(jié)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(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，近年來國內(nèi)外科技公司對無人機關(guān)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(jìn)入第9代的研發(fā)；Google收購無人機公司TitanAerospace提供網(wǎng)絡(luò)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(lǐng)投的5千萬美金投資；Matternet建造無人機網(wǎng)絡(luò)向全球的偏遠(yuǎn)農(nóng)村運送食品和醫(yī)療用品。

國內(nèi)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(shè)立合資公司，研發(fā)無人機，雙方于2015年2月1日發(fā)布ZERO消費級四旋翼無人機系列產(chǎn)品，在深圳零度官網(wǎng)及部分電商平臺開始預(yù)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(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。無人機用于物流的嘗試也越來越多，亞馬遜研發(fā)多年，國內(nèi)快遞業(yè)也開始試水。

Google熱氣球Project Loon，準(zhǔn)備在全球打造一個平流層氣球網(wǎng)絡(luò)，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(lián)網(wǎng)接入。

NASA也在開發(fā)無人機“低空交通管理系統(tǒng)”，有望在2015年用于農(nóng)業(yè)。無人機生產(chǎn)商Skycatch，主要做建造業(yè)、礦業(yè)、太陽能行業(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對花朵進(jìn)行授粉等等。

圖：消費應(yīng)用無人機梳理。

GoPro去年也加入了“小型無人機聯(lián)盟”，并已經(jīng)為多款無人機推出了視頻攝像設(shè)備，GoPro也宣布將進(jìn)入消費級無人機領(lǐng)域，并預(yù)計今年正式推出第一款多馬達(dá)驅(qū)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(chǎn)品上采用自主研發(fā)生產(chǎn)的攝像頭。無人機與運動相機的結(jié)合，將是無人機在運動健康等個性化航拍領(lǐng)域的重要應(yīng)用，例如STELLA推出的專為GoPro Hero3系列相機設(shè)計的穩(wěn)定云臺。

無人機配合Oculus Rift使用，可以獲得虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)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(yīng)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(chuàng)建一個虛擬世界，任何一個地點都能成為新的游樂場。

根據(jù)大疆創(chuàng)新去年約30億的營收規(guī)模以及數(shù)千元到數(shù)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(jù)TealGroup統(tǒng)計，2014年全球民用無人機市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到28億美元，未來10年還將實現(xiàn)前所未有的持續(xù)增長，市場規(guī)模將翻倍以上增長。

五、未來，無人機能為我們做些什么？

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(wǎng)絡(luò)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(yè)4.0的一個空中數(shù)據(jù)端口，大至地球物理、氣象、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、小至個人位置信息，無人機將引爆一場空中的大數(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“會飛的傳感器”，無人機未來在民用領(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、更強大的數(shù)據(jù)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(nèi)來巡視農(nóng)田，可以比衛(wèi)星圖像更清晰地觀測到農(nóng)作物長勢、自然災(zāi)害、土壤變化等信息，無人機通過數(shù)據(jù)鏈接入全球互聯(lián)網(wǎng)，可以將收集的數(shù)據(jù)實時傳輸給大宗商品分析師，用以判斷全球農(nóng)作物期貨市場走勢；在未來的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)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(tǒng)以調(diào)節(jié)水量。

從個人信息數(shù)據(jù)的獲取來說，無人機可以模擬WiFi熱點，嗅探移動設(shè)備的MAC地址，并根據(jù)信號的強度等對設(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動地圖，呈現(xiàn)出他通常會路過的街區(qū)、商店等，進(jìn)而有條件地對用戶進(jìn)行篩選，比如向“過其門而不入”的潛在消費者推送優(yōu)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(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設(shè)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(shù)和商場、超市中常用的室內(nèi)移動設(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(fù)雜的地理條件下對用戶進(jìn)行定位。

2、科技巨頭的下一站：提供靈活機動、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。而無人機的能耗較低，但飛行時間卻較長，可以為更大范圍內(nèi)的用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。同時無人機具有很強的機動性，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Titan，用無人機搶占互聯(lián)網(wǎng)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(wèi)星。

目前已經(jīng)研制成功并開始測試無人機Solara50和60，可以通過太陽能補充動能，在近地軌道持續(xù)航行五年而不用降落。Solara無人機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)稱在收購之后，Titan Aerospace將會與Google的兩個項目進(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。但相對而言，無人機技術(shù)可能會比氦氣球更有優(yōu)勢，因為Titan Aerospace的無人機采用太陽能提供動力，續(xù)航能力可長達(dá)一年，而氦氣球的部署成本太高，維護(hù)難度也相對較高；

此外，無人機的其飛行高度既高于商業(yè)飛機的海拔，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的無人機可能會在小范圍內(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10億的用戶，用無人機覆蓋偏遠(yuǎn)地區(qū)

Facebook成立了Connectivity Lab（連接實驗室），其使命就是開發(fā)包括衛(wèi)星、無人機在內(nèi)的各自互聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)。Facebook已經(jīng)以2000萬美金收購另一家提供類似技術(shù)的無人機產(chǎn)商Ascenta。Ascenta的太陽能無人機一次上天可以在20km高空持續(xù)飛行，滯空時間長達(dá)1個月。Facebook涉足無人機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10億用戶。

3、會飛的配送快遞員

無人機送貨服務(wù)最著名的要數(shù)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(xiàn)在依然致力于購物領(lǐng)域，給與用戶無窮的選擇、最低的價格，以及未來將要實現(xiàn)的即時送達(dá)。

現(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，而這個重量覆蓋了86%的品類，同時能夠達(dá)到超過50英里/小時的速度飛行。已經(jīng)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。

圖：無人機快遞進(jìn)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(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(hù)費，約6000元，4元/天，如果每個無人機每天完成10次任務(wù)，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(jīng)濟(jì)成本來看，無人機送貨具備明顯的經(jīng)濟(jì)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(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(biāo)識，無人機通過機器視覺識別并準(zhǔn)確投遞到用戶的陽臺上。

此外，法規(guī)仍然是最大阻礙。近期美國聯(lián)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(guī)則中，要求無人機必須在操作者視線內(nèi)。主要是限制商業(yè)無人機用于攝影、勘察線路、搜救以及監(jiān)控作物等，對于無人機物流服務(wù)不利。

4、個人安全的空中守護(hù)者

無人機已具備物流送貨、監(jiān)測信息、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，位于上海的AirMind公司開發(fā)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(biāo)并對其進(jìn)行拍攝的功能。

‘Mind4’的設(shè)計理念是為了記錄我們的生活，甚至是記錄非人類生物?！癕ind4”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(dǎo)航功能，“Mind4”跟蹤選定目標(biāo)時的最大高度可達(dá)20米，最遠(yuǎn)身后距離可達(dá)50米。而且還能通過手勢對其進(jìn)行控制。

配備有內(nèi)置攝像頭的四旋翼無人機如今已經(jīng)廣泛普及，但大部分無人機仍需要對其進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。基于GPS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)的無人機可對個人安全實現(xiàn)全面的監(jiān)測和保護(hù)。試想一下：未來你的孩子上學(xué)或玩耍時，會有一支無人機艦隊隨時跟蹤掃描危險，保護(hù)他的安全。