跨界融合，促進無人機行業應用發展
跨界融合
促進無人機行業應用發展
無人機作為一種既「古老」又新銳的飛行器，首先是以軍事武器的角色登上世界的舞台，並在軍事領域得到飛速發展，提供了越來越多、越來越先進的應用。無人機的發展歷史，相比有人載人飛機，僅僅晚幾年，初期的無人機作為一種軍事工具，自帶高技術光環，更多地是應用在軍事方面，是偵察與打擊用的軍事武器，扮演著破壞者的角色。
近年來，由於世界範圍內各種技術的飛速進步，尤其是得益於電子技術、感測器技術、控制技術、微機電技術的飛速發展，無人機技術取得了長足的發展，同時價格大幅度降低，可靠性也得到大幅度提高，因而漸漸進入民用領域，可謂是昔日堂前雙飛燕，飛入尋常「百姓」家，正在具有更廣闊前景的民用市場拓展自己的應用領域，並得到廣泛的應用，扮演的是角色也轉換成了信息採集者、建設者，成為了新型生產力工具。
本文將就民用無人機做一些粗淺的探討。
最近十幾年，新的技術不斷湧現，多旋翼無人機橫空出世，導致無人機出現井噴式的發展，出現了大量優秀的民用無人機公司。其中以國外3DRobotics，國內的深圳大疆、成都縱橫的研究成果和產品，取得了極大的成功。
尤其是3DRobotics公司，其研發並公開發布的開源飛控（飛行控制器、自駕儀）產品APM/pixhawk，猶如手機界的「安卓（android）」操作系統，很多個人愛好者和機構研發人員，或在APM/PIXHAWK開源飛控基礎上二次開發衍生出大量的、獨具特色的產品，或受其啟發、參考，研發出自己的飛控產品，並催生了大量的無人機技術公司。
國內的深圳市大疆創新科技有限公司(DJI-Innovations，簡稱DJI)，深耕民用多軸無人機市場多年，技術實力雄厚，在多旋翼市場打敗了眾多的國際、國內競爭對手，獨步市場，佔據絕對領先的市場份額，已經成長為民用無人機市場的獨角獸公司。
成都縱橫自動化技術有限公司，及其它無人機技術公司，以其獨特的飛控技術和商品化工業級自駕儀產品，也取得了不菲的成績。
但是，由於無人機技術並不很成熟，還處在進一步發展與完善過程中，某些關鍵方面還存在技術瓶頸，市場叫好不叫座。除了軍用無人機在軍用這個壁壘很高的特殊市場取得一定的成績、大疆在消費級多旋翼無人機市場取得極大的成功外，國內外大量的新創無人機公司，並未取得應有的成功，即使是APM/PIXHAWK開源飛控的開創者3DRobotics，也並未在市場上得到應有的回報。
大量的新創無人機公司，染上了「風口論」的毒，加上資本興風作浪，拔苗助長，始亂終棄，而過早地敗在市場惡性競爭下，而未能積累到一定的資金和技術沉澱，以至於有人質疑：是否存在無人機產業！！！
暫且不論現在是否存在無人機產業，無人機行業的現狀的確不容樂觀，是現實的存在。經過觀察和分析，我認為無人機目前的窘境，其原因是多方面的，有技術方面的，有市場方面的，也有發展方向方面的問題，還有發展模式問題。
無人機技術與互聯網技術不同，作為一個高技術的系統集成產品，受物理規律以及當前基礎技術、零部件、配套技術、材料的等多重因素的制約十分明顯，需要時間沉澱去克服技術難關。
無人機作為一種前沿技術，有一定的技術壁壘，軍用的暫且不分析，在此僅以多旋翼無人機為主線進行分析。
動力系統對飛行器平台影響最大，對體積、重量以及成本有嚴格限制的民用無人機限制更大。
油動無人機存在發動機成本高昂，體積大，維護不易、控制不易的缺點，只適用於較大型的無人機，產品更適合具有雄厚技術實力公司，大量進入民用無人機市場存在著很多困難，最首要的是使用門檻高，使用及維護不易，對於占潛在市場中絕大多數的公司或行業用戶來說，他們不具有專業油動發動機維護、維修能力，油動無人機使用太複雜、太麻煩，從而被這部分最具發展潛力的民用無人機市場所排斥。
民用市場更看好電動無人機。
電動無人機由於採用能量密度的鋰電池電池，通過高頻電調驅動無刷電動機，因此響應速度快，更利於飛控控制，同時電機製造技術和控制技術相對成熟，機構簡單，維護方便，維護成本低，因此十分為民用無人機市場看好，特別是在現在民用無人機市場佔比最大的多旋翼無人機中佔據絕對優勢地位。大疆的成功就是典型案例。
多旋翼無人機具有垂直起降、空中懸停、操作簡單等優點，十分契合民用市場需要。但由於多旋翼飛行原理限制，導致其能效低，飛行速度較慢。同時由於目前電池技術的限制，能量密度遠不如化石能源，如汽油、重油等，導致續航能力非常有限，才幾十分鐘，續航里程短。
多旋翼無人機有限的續航里程和續航時間，導致其使用場景十分有限，行業應用價值被大大降低，拓展應用困難。
分析大疆多旋翼無人機成功的原因，技術只是部分因素，真正的原因在於，娛樂級航拍和部分民用級航拍對續航時間和里程要求沒有太高要求，即使是有些要求較高的民用航拍，續航時間短的缺陷也可以因為其價格低廉的優勢，通過多次拍攝而被規避，大疆無人機產品初步滿足了這部分用戶的強烈需要，從而創造、激活並引爆了這個市場，取得了極大的成功。
因此，目前無人機廠商一個可行的發展方向是，開發自己的獨到產品體系，找對合適的（行業）應用場景，揚長避短，才能找到無人機市場的新藍海。
針對多旋翼無人機的短板，開發新型無人機為另一條發展路徑。傳統固定翼飛機，採用成熟的氣動設計，能效高、航時長，多旋翼無人機具有垂直起降、對起飛場地要求低、可懸停、慢速巡航等特點，因此結合二者優勢的傾轉翼無人機產品不斷面世，其技術難關正在被突破，姿態過渡期的控制難題已被部分飛控廠家初步攻克，市場前景十分看好。
傾轉翼無人機十分適合於既需要長續航時間和長續航里程，又需要垂直起降、空中懸停、慢速巡航的應用場景，例如電力巡線和石油管道巡線、小區域航空測繪等領域。
隨著相應技術的進步，電動無人機的短板，可通過其它途徑得到部分解決，例如油電混合動力技術、氫燃料電池技術，終極解決方案還需要依靠電池技術的突破。
因此，總的來說，從無人機飛行平台自身角度來看，相關技術在日益成熟，並不斷完善。
無人機市場如此多嬌，引無數無人機「英雄」競折腰！
站在市場需求的角度，應用為王，適用不同應用場景的整體解決方案才是市場急需的，也是最具前景和想像空間的。
不同的無人機平台，具有相應的最佳載荷，適用於不同的應用場合，因此，對應於較大價值的、具有廣泛市場前景的行業應用，可針對任務，開發無人機機組，發揮專業優勢，組合作業，切實解決市場痛點。
當前，科技正發生著深刻的變革和衍化，尤其是物聯網、大數據、雲計算、人工智慧、5G傳輸技術等先進技術，取得了長足的進步，並飛速變化、發展著，向各行各業滲透。無人機作為先進技術的產物，也必將受到上述新技術的影響。我們完全可以藉助其技術和市場力量，與無人機產業互相賦能，使應用空間更加廣闊、深入。
不僅僅是以上技術，一切新興的、先進的技術，均可以為無人機所借鑒，為無人機賦能。
物聯網技術，作為國家的發展戰略的一部分，其價值是不容置疑的，無需在此贅述。
在物聯網產業鏈中，感測器為非常重要的節點，處在物聯網鏈條的前端，採集各種各樣重要的數據。數據驅動物聯網。
無人機搭載不同的感測器，就是各種各樣的可飛行的、移動的感測器集合，可以迅速到達以前不便到達或不能（快速）到達的地方，補足了物聯網「鏈接一切」藍圖中的重要空白點。無人機搭載不同的感測器，採集各種有價值的數據，並與專為此定製開發的計算機軟體系統，珠聯璧合，形成不同專業的應用系統，為行業用戶賦能。
在此，以無人機搭載可見光攝像機+被動紅外線攝像機的雙光吊艙為例，分析其部分應用場景。
在電力行業，搭載雙光攝像機的無人機用於電力巡線中，可發現物理損傷、安裝錯誤、連接缺陷和溫度異常等異常情況，為後續的處置提供十分有價值的數據依據。無人機採集的數據一般包含有相應地點的經緯度信息，原始圖像信息，紅外圖像信息，通過這些信息，可以判斷出故障點、故障設備、故障類型，為搶修處置方案提供依據。故障處置後再用無人機檢查處置效果。
這些既有的數據，如果作為孤立的數據，只能發揮有限的作用，僅為當次巡線任務提供幫助。
但實際上，這些耗費了大量人力、物力和成本才採集到的「過時」數據仍有極大的價值，而不是僅僅在一次巡線及故障處理任務完結後就完成了使命。
綜合應用大數據、雲計算、人工智慧、機器學習等新興技術，採集到的數據將成為企業的寶庫。
採用大數據技術，將每次採集到的數據，包括可見光圖像、紅外圖像、GPS地理位置信息、甚至於溫度、濕度、風速等信息統一存儲至（雲）平台資料庫中，對多次巡線數據進行分析處理，尋找其中故障發生的規律，並與其它的數據結合綜合分析判斷，為維護、建設提供重要的參考。例如，某個塔頻發故障是原材料造成的，還是製造缺陷造成，抑或是施工工藝造成的，甚至是周圍環境的綜合影響導致的，還是其它的原因，大數據會告訴我們。
採集到的大量的圖象數據還具有更大的價值，可以用於訓練人工智慧，提高故障識別能力，並為後續的維護，產品改進等提供寶貴數據。
物聯網技術還能賦能無人機本身，為無人機的管理、使用、維護、維修等全生命周期管理提供重要手段。
無人機一般均價格不菲，作為飛行的機器人，使用環境複雜，使用負荷較大，容易發生故障，其中很多故障對於在空中飛行的無人機，是致命的安全隱患，因此保證重要零部件的性能完好，對無人機安全飛行具有特別重要的意義。通過植入物聯網感測器，可以對無人機本體、無人機重要部件進行動態資產管理和動態安全管理，對無人機做評估，預警等。
例如，在電池中植入的感測器，與物聯網連接，可以提前發現電池隱患，並及時告警。在雲伺服器中建立電池健康數據檔案，通過人工智慧分析，提供電池健康狀況報告，為無人機保駕護航。
人工智慧技術與無人機結合，可大大提高無人機的自動化程度、智能化程度和健壯性，還可以提高無人機執行任務的效率和效果，降低勞動強度，同時可以適當降低對無人機操作人員的技術要求，節省人力成本。
無人機安裝視覺感測器，同時藉助機載計算機內置的、具有強悍人工智慧運算單元的移動處理器，可自動識別障礙及故障點，將預警時間前置到巡線任務中，而不需要等到巡線任務完成後，將圖像數據下載下來，再進行分析處理。從而能在現場及時發現異常情況，調用大數據平台，進行相應的分析、處理。這將大大地提高效率和時效性，帶來的價值將是不可估量的。
無人機還可以內置任務處理計算機與雲計算平台協同，利用人工智慧技術，優化巡線路徑，臨時處置突發情況。
在物聯網藍圖中，執行器也是重要的節點。無人機搭載不同的執行單元，完成不同的任務，並通過感測器形成閉環檢測評估系統。
當前得到廣泛應用的農業植保無人機，可通過嫁接物聯網、雲計算、大數據等技術，可以成為智能植保無人機。
5G通訊技術，能提供廣域低延遲、高帶寬傳輸能力，為遠程實時控制與實時圖像傳輸提供了技術支持，因此5G傳輸技術具有極大的應用價值和市場空間。但是，5G技術是一「堆」無線傳輸技術的總稱，目前的5G技術暫時還不成熟，覆蓋率低，無人機使用的5G網路需要專門設計、部署和優化，才能滿足要求。因此，無人機專用5G傳輸技術及5G無人機專網具有極大的發展空間。
綜上所述，無人機行業發展，有賴於無人機技術自身的技術進步，更需要與其它新興技術尤其是信息技術（IT）、數據技術(DT)深度融合，從而創造出更大的市場價值。
以上內容，僅從一個很狹窄的角度對無人機技術、市場和應用做了粗淺的探討，不足之處還有很多，歡迎各位批評指正。
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