极度关注 ·

民用无人机研发和产业发展现状

市场扫描:民用无人机研发和产业发展现状

无人机是当前一大科技热点,从民用航拍到娱乐休闲,以及运送快递等服务的尝试,都不断吸引着人们关注的目光。无人机研发和产业发展现状如何?无人机“黑飞”事件如何规范? 在2015日本电子高新技术博览会上,集东方文化元素及尖端技术于一身的纸鹤型无人机惊艳亮相。这款由日本半导体制造商罗姆电子研发的小型无人机,使用了MCU板卡“Lazurite Fly”, 机身由超轻尼龙材料3D打印而成,重量仅有31克。由日本半导体制造商罗姆电子研发的纸鹤型无人机,机身轻盈、造型别致。Lazurite Fly根据专用控制器下达的指令,驱动翅膀及控制尾翼,而且Lazurite Fly比同类型产品节能约90%,从而显著提高了无人机的续航能力。目前纸鹤型无人机虽然尚没有明确的商业开发计划,但已为日本无人机市场描绘了美好的愿景。

德国企业则在无人机试飞数据采集方面,有着大量的一手经验。2014年9月至12月,德国邮政敦豪集团(下简称敦豪)在德国北部的尤伊斯特岛与隔海相望的陆地小镇诺尔代希之间,开展了一项无人机送货服务试验。无人机由地面工作人员控制,能运载1.2公斤货物,最高飞行时长45分钟,最高时速65千米。敦豪负责欧洲快递业务的新闻发言人杜妮亚·库尔曼告诉本报记者,试验期间,送货无人机进行了往返共计40趟飞行。“试验证明,敦豪送货无人机能够提供一个合理的、甚至紧急救援的快递选项,例如紧急运送药品。利用这种交付方式,我们能够缩短人烟稀少的岛屿或偏远地区与本土大陆之间的距离,消除物理鸿沟。”

 

德国邮政敦豪集团的送货无人机在空中进行试飞,并采集相关飞行数据。

更为重要的是,在这次试验期间,送货无人机在风向、气候多变等极端环境下都进行了测试——在微风、强风乃至劲风下飞行,在夜间飞行,在雨雪天气飞行,甚至在大雾和霜冻天气飞行。库尔曼说:“送货无人机全部成功完成了交付任务。”通过这样的测试,敦豪得以在短时间获得大量有价值的信息,为机型的改进以及未来的实际投入应用,都积累了丰富的经验。

中国无人机行业历经30多年发展,产品能力也日趋强大,尤其以深圳大疆、中航智,以及中国航天科工旗下的海鹰无人机等品牌较为知名,各家机构研制的无人机类型和用途也各有不同。大疆专门制造民用小型无人机,海鹰无人机则有轻、小、中型多种系列,具备军用和民用等多种用途。预计到2018年,中国民用无人机产品销售市场规模将超过110亿元人民币。

 

15年12月11日,中国国际服务机器人及无人机技术展览会在上海新国际博览中心举行。图为参观者驻足观赏正在展出的一架农用无人直升机。

不过,需要指出的是,中国的民用无人机目前以中低端无人机为主,高端无人机较少,高附加值产业还处于萌芽阶段。例如,高空、长航时的无人机市场大、覆盖范围广,可以使国土测绘、电力巡线效率成倍提高,其效费比远高于中低端无人机,但国内这种无人机产品还处于空白。因此,发展中高端无人机,能够对技术创新发挥更好的示范作用。

 

15年12月12日,第二届国际无人机博览会在美国洛杉矶举行。

 

星战R2D2智能交互式无人机在进行飞行表演,引发众多参观者的兴趣。11月22日,部分用户在大疆创新深圳皇庭广场店体验新产品。

应用范围不断拓展

  在测绘、巡视、新闻采集等方面大显身手

自1987年世界第一台农药喷雾机在日本诞生,日本无人机企业一直致力于无人应用范围的拓展。目前,为配合无人机产业的发展势头,日本国土交通省正在讨论中小企业使用小型无人机进行公路建设及桥梁养护等公共事业时,需要履行什么样的义务,希望借助无人机,助推日本企业提高生产效率、控制生产成本、解决劳动力不足等问题。

中国生产的民用无人机已占有国际市场的九成左右,产品的应用领域也越来越广阔。据中国航天科工三院研究员殷志宏向本报记者介绍,中国的民用无人机市场,已形成军工集团下属单位和科研院所、民营企业为主要市场参与者的新兴市场。目前民用无人机主要类型为小型低空低速固定翼无人机、小型旋翼无人机(含直升机),已经在国土测绘、电力巡线、石油管道巡线、森林防火、新闻采集、影视制作、植被保护、警用监视等领域发挥了积极作用。

小型低空低速固定翼无人机航时长、覆盖范围广、作业效率高。随着消费级无人机的普及,无人机在国土测绘领域的应用正在迅速扩大。据不完全统计,全国已经有近一半的地区国土测绘工作使用了无人机,而在电力巡线、石油管道巡线、森林防火等方面,无人机应用范围也不断延伸。在专业级无人机方面,国内部分无人机已经达到国际先进水平,例如海鹰航通公司研制的HW—200系列无人机具有可随行使用、全自主飞行、高清晰测绘等特点。

小型旋翼无人机则在新闻采集、影视制作、植被保护、警用监视等方面发挥了重要的示范作用。据无人机研发工程师介绍,小型旋翼无人机具有保障方便、操作简单、使用灵活等特点。在新闻采集和影视制作中使用它,不仅降低拍摄难度、增强拍摄效果,还大大缩短拍摄周期、降低制作成本。在植被保护方面,小型旋翼无人机使用比例超过95%,效率提高了90%以上。在专业级无人机方面,海鹰航通公司与德可达公司合作研制的TC12XX系列无人机,具有全天候使用、载重能力强、安全可靠等特点,在世界上率先实现了民用无人机舰上自主起降,为大幅提高海上搜救、渔业捕捞等工作效率提供了更为先进的手段。

15年12月初,美国亚马逊公司在网页上推出的无人机送货服务介绍中说,未来使用无人机之后,5磅(约合2.27千克)以下的包裹有望在30分钟内送达,运输距离达10英里(约合16千米)。亚马逊在技术层面上已经为这项服务做好了准备。

近年来,无人机技术发展迅速,成为新锐科技公司着力投入的重要方向。亚马逊正推动无人机运送短距离的小型包裹,谷歌收购了专注于研发高空太阳能无人机的泰坦航空公司,美国达美乐比萨公司也尝试过用无人机运送比萨饼。这些企业已经进行的无人机服务试验,普遍得到了消费者的好评。

美国政府十分重视无人机技术研发及使用,认为无人机是一项潜在变革性技术,可应用于农业、执法、搜救、沿海安全、军事训练、医疗救护等多个领域。国际无人机联盟估计,无人机融入航空市场后,前10年能为美国创造10万个就业岗位,带动820亿美元的经济效益。

 管理条例亟待细化

  既要方便服务又要保障公共安全

库尔曼向本报记者表示,尽管使用无人机送货节省时间、好处颇多,但目前还没有具体计划将无人机送货纳入敦豪的常规服务选项。库尔曼说,其中最大的阻力,就是民用无人机的使用监管问题。尽管敦豪的送货无人机试验项目得到了德国政府的授权,但也受到诸多限定。首先,只能在德国航空管理部门及德国交通和数字基础设施部划定的受限飞行范围内,进行投递。其次,试验期间的每次飞行都在诺尔代希的地面监控站监控下进行,必要时监控站可以对飞行进行紧急干预。此外,每架无人机都必须在航空管理部门专门注册。

目前,德国对民用无人机的使用限制主要出于安全性、隐私和数据保护等方面的考虑。“在欧洲的一些国家,已经将民用无人机投入到检测基础设施、抗震救灾和喷洒农作物等方面。但是这些运用还只限于单个国家的层面,根据各国自己的规章执行。针对民用无人机的使用条例,目前尚未有欧盟层面的框架条款。”库尔曼表示,有必要就民用无人机的联合标准展开一次欧洲范围内的公开对话,以规范测试、最终制定使用标准。这将有助于拓展无人机的应用领域,例如将边远地区的急需物资运输等服务常态化。

正在积极试验无人机送货服务的美国亚马逊公司,也遇到了类似的问题。根据美国目前的监管规定,该服务仍然受到很多限制。根据美国联邦航空局的规定,无人机只能在白天视线以内飞行,飞行高度不能超过122米,操作员必须持有飞行操控资格证书和体格检查证书。

国际无人机联盟总裁兼首席执行官布莱恩·温在接受本报记者采访时表示:“希望联邦航空局考虑批准更多低风险的无人机应用,企业界与政府应共同努力,使无人机应用突破‘视线以内’的限制,这是无人机送货等商业化运营的基础。”

美国近年来相继出台或酝酿出台相关法规,对无人机实施分类监管。从用途上来说,无人机分为公用、商用、科研三种用途,目前美国联邦航空局规定,政府等公共用途无人机适用特殊监管规则,出于公共目的的无人机使用,使用方需持州或者县市政府执法部门提供的证明信,向联邦航空局提出申请。如果通过申请,联邦航空局将在60天内核发《公共无人机操作证明》,有效期一般为两年。对于以娱乐或科学实验为目的的无人机飞行,只是一般性要求不能威胁公共安全。

商用无人机是监管重点,也适用个案批准规则,企业和个人需向联邦航空局提出申请,批准后,核发《民用航空操作证明》,不过标准很严格。在联邦航空局最初接受申请的9个月里,超过400家公司和个人提出申请,但只有39次飞行获得通过。由于审批程序复杂,耗时费力,大量据称技术上可行的应用被暂时搁置。

上个月,美国联邦航空局的新规草案对25千克以下的小型商用无人机飞行做出了明确限制。由于该机构倾向于认为目前无人机技术还达不到安全条件,因此草案规定无人机适用一般航空飞行的“目视避让”原则,机器必须在操作人员的视线内,遇到飞机必须避让,并且无人机只能在白天飞行,飞行高度不得超过150米,时速不得超过160公里,不得从人群飞过,不得从无人机上扔东西,如果有可能危害其他航空器、人员或财产安全,必须中止飞行。草案对无人机操作人员的资质也进行了详细规定。15年12月14日,美国政府宣布,重量在250克至25千克之间的无人机属于小型无人机,多用于娱乐,必须进行登记实名注册,并登记家庭住址和电子邮件。

此外,为了进一步系统性地进行安全测试和数据采集,美国联邦航空局专门在阿拉斯加、内华达和纽约等6个州设立了无人机研发与测试实验基地,并向社会予以开放。为了使无人机逐步融入现行的航空飞行管理体系,联邦航空局还于今年成立“卓越中心”,从大学等机构遴选专业人员进行飞行安全、环境影响等方面的研究开发和教育培训,并对相关项目提供资助。

去年4月,日本首相官邸屋顶发现小型无人机的消息,引发了媒体对于无人机使用安全问题的关注。为此,日本于今年通过了新的航空法修正案,该法案旨在对小型无人机进行管制,防止事故发生,这是日本首次以无人机管制为目的对航空法实施修订。修正案规定,无人机在机场周边及住宅密集地飞行时,必须得到国土交通省的批准;原则上禁止无人机夜间飞行;在飞行过程中,无人机不能离开操纵者视线范围;不得携带爆炸物等危险物品,禁止在大型活动场所飞行,禁止在超过150米的高度飞行。修正案还规定,如果违反,最高将处以50万日元(约合2.6万元人民币)的罚款。该法案于12月10日起正式实施。

与此同时,由企业与科研人员组成的日本UAS产业振兴协会,从今年10月开始,为无人机的操纵者及运营管理者提供培训及资质证明。该协会事务局长熊田知之表示,培养掌握正确知识和操纵技能的人才,将助力无人机产业发展。该协会还在茨城县筑波市及京都府精华町开设了无人机专用试飞场供操纵者练习。

参与评论