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无人机提升到新的高度 为扩大市场带来独特的视角
2017-11-17 09:54:13


无人机

  更少的新兴技术如无人机(UAV)或更普遍地被称为无人机那样如此生动地捕捉到了公众的想象力。在过去二十年中,他们在军事行动中的使用一直是随着坦克对第一次世界大战的改变而变化,随着火箭是第二次世界大战。

  随着UAV技术的所有新兴兴趣,可能令人惊讶的是,今天翱翔的天空中的无人机可以追溯到20世纪40年代后期。在第一意大利独立战争期间,奥地利人将使用无人气球在威尼斯放下爆炸物。20世纪,出现了用于军事训练和侦察应用的遥控飞机以及新兴的爱好者社区。

  现在在二十一世纪,与智能手机,物联网和可穿戴产品相同的技术创新给我们带来了无人机的爆炸式增长。值得注意的不仅仅是无人机的数量; 它们正在应用的应用程序真的是令人难以置信的。本文探讨无人机解决问题的应用类型,讨论无人机采用的潜在障碍,并探索帮助无人机充分发挥潜力所需的技术和非技术解决方案。

  扩大视野的市场

  航空摄影和录像可能是无人机的两个最常见的用途。除了摄影师和电影制作人的艺术追求之外,无人机允许房地产经纪人,活动组织者和各种业务的所有者轻松,低成本地向营销活动添加惊人的视觉效果。销售的无人机的指挥部分 - 约94%的销售单位 - 供个人使用,无论是玩具还是摄影。根据Recode的一个专注于新闻和趋势的网站,个人无人机主导单位销售,市场仅占收入的40%。大部分收入来自相对较小数量的较高成本商用无人机销售。而且在这个市场上,一些最引人注目的新用例和业务正在表现为无人机技术的发展。

  就无人机而言,四足机可能是商业和业余爱好者市场中最流行的(图1)。这是一个快速增长的市场,有数百家公司在不同的价位竞争。根据Recode最近的市场调查,无人机销售量从2015年的约130万台增加到2016年的220万台。以美元计算,这些单位销售额达到近46亿美元,同比增长36%年。展望未来,一些分析师预测,今年(2017年),无人机市场将达到60亿美元,到2020年将达到110多亿美元。

  图1: DJI Phantom 4,一个四极无人机的例子。(来源:维基百科)

  紧急和医疗回应

  这不仅仅是无人机的未来所有的乐趣和游戏。许多公司正在寻求将技术应用于几秒钟可能意味着生与死之间的差异的事情。在某些地区,快速获得救生药物,输血血液和除颤器等设备,对受害者而言并不总是容易的。像Zipline这样的公司在卢旺达这样的地方一直在做现代医疗基础设施。不到一年前,Zipline获得联邦航空管理局(FAA)的批准,开始在美国境内提供相同的服务,最初针对农村或偏远地区,如阿拉巴契亚城镇和大陆岛屿社区。

  搜索和救援(特区)行动也受到无人机的可用性的显着帮助。大型志愿者组织正在萌芽,以支持特派团特派团。一个这样的小组是SWARM(搜索与空中RC多旋翼机),声称在31个国家的1100多名志愿无人驾驶飞机运营商网络,他们准备支持特派团任务。无人机不仅用于识别丢失的个人,还用于提供诸如食物,水,急救箱和通信设备等物资,直到救援人员实际到达受伤的个人。

  消防对人类救援人员的生命和肢体造成了很多危险。无人机被用来通过采取一些探索性的任务来减少这种风险,以便人类可以专注于更高级的任务,例如拯救受难者和控制火焰本身。FAROS(防火航空机器人系统)是一种无人机,配备了许多独特的技术,使其非常适合消防。鉴于消防通常发生在建筑物内,GPS信号可能不可靠,FAROS采用附加工具,例如高度计,2D激光扫描仪和惯性管理单元(IMU),以允许建筑物内的安全导航。为了对付消防无人机暴露的异常高的热量,

  工业和科学应用

  无人机也是帮助研究人员和企业在执行任务方面变得更有效率和更有效率的前沿。农业是一个行业,正在引进诸如无人机等技术的技术,以提高产量和降低成本。DroneSeed是美国少数几家公司之一,已经获得政府许可,允许单个运营商同时控制多个无人机。他们的无人机群负责传播种子和农药以及监测作物生长。在群众中运作意味着以更少的时间和更少的成本为更多的农田服务。

  设施经理也热衷于适应其商业服务,以应对无人机的广泛应用。通过将无人机与配备有高清晰度或红外成像传感器的摄像机联接起来,诸如检查屋顶,光伏面板,风力涡轮机,电力线路和道路等任务正在被安全和有效。建筑规划和现场调查也受益于装备有LIDAR传感器的无人机,可以对潜在的建筑工地进行厘米准确的绘图。

  除了规划未来,无人机对于学习过去的人来说也是同样有用的。无人机考古学家现在可以为自己做点什么,他们一直依靠小飞机飞行员或停滞不前的卫星图像来研究潜在的挖掘点。英国剑桥大学的研究人员急切地将无人机应用于剑桥郡的一个称为“英国庞贝”的地点。无人机允许他们获得高质量,低空的图像,以便他们更好地规划在哪里挖掘,从而节省时间。此外,图像用于在发现它们时发现视觉文档。

  无人机的另一个新颖的新兴用途是提供机载互联网接入点,这可以在灾难恢复,诸如体育赛事等高参与事件或世界不太发达的部分,在安装传统电信的成本基础设施的成本太高了。据业内人士透露,Facebook刚刚完成了737尺寸(翼展)太阳能无人驾驶飞机的第二次试飞,被称为Aquila。

  娱乐和体育

  在2016年,ESPN是一个巨大的体育电视网络,与Drone Racing League(DRL)达成了多年的协议,以电视新生的联赛全球比赛。无人机赛车手代表了传统运动中通常不会发现的广泛多样的人口特征。无人机赛车也在打破地理障碍。此外,技术方面吸引年轻人口,这可能对吸引和维护旧媒体企业的用户群而言至关重要,否则这些媒体企业将遭受越来越多的蚕食削减的市场。

  如果看着一个无人机围绕着天空令人兴奋,看着整个无人机群是彻底迷人的。这正是Ars Electronica Futurelab几年前在开始创造类似烟花表演的东西时所想到的,无人机代替烟火。结果就是他们所说的“SPAXEL”。根据Ars网站,“SPAXEL术语源自”空间像素“; SPAXELS是在空间中自由和动态定位的视觉元素。我们使用无人机携带LED照明系统,并将它们组合成美丽而有机的机载式灯光。“他们与合作伙伴英特尔的合作,在去年年底引起了惊人的500台无人机照明(图2)。英特尔将继续购买SPAXELS Ascending Technologies公司。

  图2: SPAXELS类似于烟花表演,使用无人机,而不是烟火。(资料来源:Ars Electronica)

  无人机通过的障碍

  如果无人机能够把这一切都带给今天的问题,那么什么是阻碍他们发挥其全部潜能的能力呢?对于一些具有反乌托邦世界观的人,具有高清摄像头的无人机代表了定期入侵隐私的潜力。

  安全是另一个关于无人机扩散的主要问题。从天空掉下来,伤害无辜的旁观者与载人飞机的灾难性交互,有许多场景可能导致财产损失或更糟。虽然许多问题可以在技术上得到解决,但人类的错误或不正当行为很可能发挥像人和汽车产生的问题。

  从渴望最终拥抱无人机的人和组织的角度来看,也许对当代无人机的最大抱怨是今天电池可以维持的飞行时间有限。传感器和无人机之间的无人驾驶形式因素或互操作性问题的传感器缺乏是另一个绊脚石,必须制定出来。

  克服障碍:技术和监管解决方案

  世界只是开始看到无人机的上升是有用的工具,而不仅仅是有趣的新奇。它将结合技术和非技术解决方案来帮助无人机充分发挥潜力。在世界各地,RC俱乐部和其他航空重点集团正在为新的无人驾驶飞行员提供培训课程。在美国,直到最近的一项法院裁决,美国联邦航空局要求所有非机动车操作人员飞行重量在0.55磅(250克)至55磅之间的无人机,以便向其小型无人机系统(sUAS)注册服务机构注册。其他规则适用于大于55磅的无人机。即使最近的法院裁决,登记问题可能还没有解决。

  从技术角度来看,无人机硬件和软件方面的创新机会很多。许多配备相机的无人机操作人员的流行配件是一对第一人称视角(FPV)护目镜。这样的护目镜从车载摄像机放置视图,并将其正确放置在操作员眼睛的前面,使其感觉好像他们坐在不存在的驾驶舱。FPV护目镜依靠固定的高速无线电链路,将延迟最小化,同时最大限度地提高无人机和操作员之间的图像分辨率和距离。数据链接的加密也将越来越重要,因为越来越多的无人机成为天空成为那些不那么崇高意图的人的方便目标。

  电池容量的改善和车载电源管理将是继续采用无人机的主要原因。更好的电池将导致改进的飞行时间和/或重量处理能力,从而导致更有效的飞行操作和更多的硬件添加功能。更高效的机电部件,例如驱动螺旋桨或摄像机万向架的电机,也将大大有助于消耗电力。

  更好的飞行控制,由智能车载传感器启用和系统将大大有助于解决与无人机有关的安全和隐私问题。越来越低价格的无人机正在配备GPS和/或GLONASS导航系统,以帮助无人机跟踪他们所在的位置。被称为地质围栏的虚拟墙体告诉无人机区域,即使他们的操作员另有说明,他们也应该避免。当然,知道这些地理位置在哪里(并保持最新信息)是一个更复杂的挑战。通常,这种挑战通过要求他们通过蓝牙或Wi-Fi连接连接到基于智能手机的应用程序来解决高端无人机,以保持地理栅栏库存。其他技术如IMU,气压计,基于红外的物体检测,

  最后,随着更多的传感器和更高分辨率的摄像机的并入,无人机的大脑也必须改进,以处理所有被抛出的数据。可用于对象检测和避免碰撞的机器学习算法将需要在板载处理能力方面的重大突破。任何重大规模的无人机群体也将增加网络,以应对必须解决的挑战。是否网状网络或一些其他动态网络拓扑,每个旨在在群中运行的无人机必须具有在高可靠性和相当不可预测的环境中进行通信的能力。当然,所有这一切都必须与以下事实保持一致:附加的计算能力可能成为必须耗费大部分能量的设备的重大负担,才能保持自己的空气。从无人机开始的这一点是什么。

转载自无人机之家