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工业无人机

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工业无人机是什么

工业无人机具备较强航线适应性及抗恶劣环境能力,一般应用于可在人工难于接触、涉足的特殊环境下,其特点主要体现在精准化地采集、存储及传输数据的能力,工业级无人机及相关服务的主要使用者包括各类工商企业、事业单位、政府部门等,一般需要携带激光雷达、航摄仪等专业设备或喷洒水箱等工具,有时需进行上百公里的大范围作业,飞行环境也更为复杂,必须可靠地完成任务。因此工业级无人机对机体性能的要求更高,其体型相对较大,一般翼展(或最大对角线长度)至少接近2米,大者可至5米以上,载重从几公斤到20公斤以上,续航时间至少在1小时以上,长者可超8小时,机壳材料一般也采用碳纤维等复合材料,总体上更接近偏小型的军用无人机,技术门槛也相对较高。

工业无人机

工业无人机主要机型

机型方面,工业级无人机相对多样,大体包含多旋翼、固定翼、垂直起降固定翼和无人直升机四类,主要系适应不同下游应用领域和任务内容的需要,相比之下消费级无人机基本都为多旋翼机型。

(1)多旋翼无人机:由三个以上具对称分布特点的旋翼直接产生升力和控制力。一般用于相对低速、小面积、低空、需要悬停或需要运载较多物料的场景,如播种、农药喷洒、近距离工程检测等,使用相对广泛。

(2)固定翼无人机:由发动机产生前推力,固定机翼产生升力,气动舵面产生控制力。主要用于长距离、中高空的场景,如地质测绘、管线巡检、森林调查。巡逻等。

(3)直升机型无人机:由主旋翼提供升力和主要控制力、一般有尾桨提供控制力。可垂直起降、悬停,载重大、航时长、速度较快;但技术复杂、故障率、维护费用高、不易操作、噪音大、动力失效后自旋迫降难度大;应用在中大范围、需要悬停、起降条件差的场景:如应急、物流、森林防火、较大范围航拍。

(4)垂直起降固定翼无人机:在固定翼基础上增加多旋翼形成复合式气动布局,兼具固定翼航时长、速度快、距离远、可滑翔和多旋翼可垂直起降、悬停的优点,应用场景更为综合。

工业无人机

工业无人机应用领城

工业无人机应用领城广泛,目前农业植保为下游最主要应用领城。工业无人机的主要应用领域包括:电力巡检、应急救援、航空摄影、水利应用、农药喷洒、航空测绘、管线巡查、海事监察、农业林业、物流运输、交通管制、气象监测、反恐防暴等。随工业无人机技术水平不断提升,下游行业对工业无人机应用需求的提升,未来行业应用领域将不断扩大,并逐步深化、细化行业应用发展。据智研咨询数据显示,2019年我国工业无人机应用较多的领域为农业植保,占比达42%,其次分别是消防、电力巡检。

(1)巡检

人工巡检是过去普遍常见的方式,但存在效率低、劳动强度大及作业风险高的劣势。相较于人工巡检,无人机巡检在各种复杂地形、恶劣环境下也可工作,突破了地理的限制。无人机可近距离巡视输电线路、油气管道、高塔等,实现360度无盲区巡检,不仅巡检质量高,还降低了人工作业的危险。根据南方电网数据显示,无人机电力巡检由传统人巡的人均4公里/日提升至人均14.5公里/日,效率提升了3.6倍。与电网布局相似,油气管道跨度大、范围广,处于地貌复杂、自然环境恶劣的区域。工业无人机可应用在油气巡检场景中,快速、准确地巡查到油气泄露、打孔盗油等危害国家经济稳定及油气输送安全的情况,对比人工巡检提升了效率及巡检质量。

(2)农林植保

根据国家统计局数据显示,中国城镇化率从2015年的56.1%提升至2019年的60.6%。农村人口持续向城市转移,导致农村劳动力短缺,农村用人成本提高。传统的依靠大量人力耕作的模式已经无法满足农业需求,中国对低成本、高效率的耕作模式需求迫切。

(3)测绘与地理信息

测绘在土地规划、城市建设、工程施工、导航应用等领域中起着无法替代的作用:合理规划土地资源可促进城市的发展,减少资源浪费;工程施工前需由测绘师对地貌、地下结构、建筑空间等进行精准测量,确保工程的质量。此外,过去测绘的主要服务对象为政府部门,现已逐步向企业客户延伸,由此可见,各行各业对测绘服务的需求日益强劲。而先进的卫星遥感测绘容易受天气影响,无人机测绘可以避免此类问题。

(4)安防监控

由于无人机的飞行灵活性,其拥有实时追踪目标、快速到达现场、高空监测地面的能力,因此非常适用于刑事侦查、交通管理、日常巡检等领域。

(5)应急场景

面临着极端气候情况,国家的生态、经济、社会安全都面临着较大威胁,防灾救灾工作的需求增加。无人机可迅速应对应急场景下的救灾需求。无人机可快速到达受灾现场,在空中飞行的优势可以有效规避地面的灾情,降低抢险救灾人员的伤亡率。

(6)快递物流

快递是指物流企业(含货运代理)通过自身的独立网络或以联营合作(即联网)的方式,将用户委托的文件或包裹,快捷而安全地从发件人送达收件人的门到门的新型运输方式。快递主要配送小型物件,配送时效快,是物流的重要组成部分。受限于无人机的续航能力及载荷重量,无人机将首先在快递市场中爆发。

工业无人机品牌/公司

老牌行业级无人机应用领域品牌华科瑞、汉和等持续扎根行业应用领域不断推陈出新,完善其行业应用。纵横股份在垂直起降固定翼无人机方面占据领先优势。消费级无人机领域龙头大疆以其完善的无人机研发体系快速打入行业应用领域,迅速在植保领域以及电力巡检领域占领份额。此外,先前消费级无人机品牌零度智控、臻迪科技、昊翔等等纷纷转战工业级无人机市场。

工业无人机

各品牌工业无人机具体应用

(1)大疆DJI:精灵4多光谱版无人机,应用在农业、环保等领域,采用多光谱图像传感器、一体式多光谱成像系统、搭载厘米级定位系统,6部相机协同作业,保证位置信息准确性前提下形成各种植被指数,对农作物的生长状况有了解更精准。

(2)大疆DJI:经纬M30ORTK,应用在巡检、安保、测绘、地规等领域,利用长续航、高机动性的飞行平台搭配混合传感器负载,充分发挥智能功能和人机交互优势,实现设施巡检、安全保障、泄露检测、数字化无人管理,安全可靠、提升作业效率;搭配P1、L1及大疆智图软件,实景模型与多种GIS应用软件结合进行GIS应用分析、空间规划。

(3)纵横股份:CW-007垂直起降固定翼无人机,应用在农业、监控等领域。采用多旋翼与固定翼的复合翼布局形式,背包式设计、一体化系统,用Ll自适应控制算法和基于总能量的自适应算法,实现全自动化操作和智能化飞行。

(4)零度智控zerotech:ZT-3V垂直起降固定翼无人机,应用在安防、侦查等领域,利用高空VIO防干扰视觉导航、三冗余飞控平台、防干扰通讯信号、双卫星导航系统实现高精度河道管理、楼宇巡查、道路车辆管理、突发事件主动预警、区域内人、车、物识别及实时画面跟踪

(5)中翔腾航:X6多旋翼无人机:应用在电力巡检、农林养护消防监控、军事安全地形勘探等领域,高清摄像头及红外热像仪,配合工业级地面站完成实时数据传输,实现白天高清影、夜间精确成像,六旋翼结构,整合特殊任务功能的无人系统,多领域应用。

(6)汉和:CD-15,应用在植保领域,搭载专利轨迹记录仪,可统计喷洒覆盖率,同时对漏喷和复喷进行警告,采用GPS、气压和加速度多参数定位技术,可实现自动航路规划、定高、紧急悬停等各种控制功能;任务载荷(载药量)可达15kg,工作12一15分钟可喷洒20一30亩地。

(7)华科尔:F420警用无人机,应用在安防、侦查等领域,采用2.4G和5.8G双频远距离传翰系统,最大图传距离可达9KM;前视红外避障模块,下视红外定高系统,减少操作失误意外造成;采用器件,便于夜间追踪等。

工业无人机


工业无人机扶持政策

2012国务院《工业转型升级规划(2011-2015年)》提出研制包含无人机在内的新一批通用飞机,并积极发展通用航空服务。

2012工信部《高端装备制造业“十二五”发展规划》提出在具有产业基础的地区,优先发展社会效益好、市场需求大和经济价值高的通用飞机,鼓励有条件的企业发展无人机在内的飞行器,不断改进升级满足用户需求。

2013工信部《民用航空工业中长期发展规划(2013-2020年)》将无人机列入了重大项目和计划中的“支线飞机和通用飞机产业化工程”建设内容

2014发改委《国家地理信息产业发展规划(2014-2020年)》提出开展测绘航空摄影、航空遥感数据的商业化获取和增值服务,建成比较完整的测绘航空摄影和航空遥感数据获取、处理、服务产业链,重点发展低空和无人机服务。

2015国务院《中国制造2025》明确力争十年迈入世界制造强国行列,并将新一代信息技术产业、高端装备、航空航天装备等产业作为未来重点突破的十大领域2016发改委《推进通用航空业发展的重点任务》提出培育通用航空市场、加快通用机场建设、促进产业转型升级、扩大低空空域开放等重点任务,支持专业级无人机以及配套发动机、机载系统等研制应用。

2016国务院《十三五国家战略性新兴产业发展规划》首次将无人机产业提升为国家战略层面,提出推进民用飞机产业化,加快航空领域关键技术突破和重大产品研发,加快发展多用途无人机,大力开发工业级无人机等。

2017发改委、测绘局《测绘地理信息事业";十三五";规划》加强国家航空应急测绘能力,建设12个国家航空应急测绘保障区,重点装备高性能无人机航空测绘应急系统,推动无人机在测绘领域的应用。

2017发改委《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》明确了无人机是2018年重点开展的5G典型业务及应用

2017工信部《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》明确提出到2020年民用无人机产业产值达到600亿元,年均增速40%以上,到2025年达到1800亿元,年均增速25%的增长目标。

2017国务院《国家突发事件应急体系建设“十三五”规划》支持鼓励通用航空企业增加具有应急救援能力的直升机、固定翼飞机、无人机及相关专业设备,发挥其在抢险救灾、医疗救护等领域的作用。

2017国务院《新一代人工智能发展规划》突破无人机自主控制技术,在无人机领域加快打造人工智能全球领军企业和品牌。

2017农业部、财政部等《关于开展农机购置补贴引导植保无人机规范应用试点工作的通知》选择浙江(含宁波)、安徽、江西、湖南、广东、重庆等6个省(市)开展植保无人机购置补贴试点。

2018农业部、财政部等《关于做好2018-2020年农机新产品购置补贴试点工作的通知》强调继续开展农机购置补贴引导植保无人飞机,支持促进农机产品技术创新和研发生产,加速农机新产品试验鉴定和推广应用。

2018民航局《关于促进航空物流业发展的指导意见》对于近年来发展迅速的物流无人机,《指导意见》提出支持物流企业利用通用航空器、无人机等提供航空物流解决方案。

工业无人机市场规模

工业级无人机市场规模增速校快。根据前瞻产业研究院的数据,预计到2025年我国工业无人机的市场规模将达到450亿元,其年均复合增长率在39%左右,高于整体民用无人机市场的33%的年均复合增长率,未来市场空间更大。目前我国工业无人机主要以政府采购为主导,相较于国外企业为体的工业无人机市场,企业采购潜力还尚待挖掘,未来企业端需求逐步放量值得期待。

工业无人机

参考资料:

观典防务-无人机禁毒翘楚军工资质齐备-210810(55页).pdf

航天彩虹-公司深度报告:稀缺的“机弹”兼备总体研制单位军贸反哺国内建设提速-20220226(30页).pdf

工业无人机相关报告:

赛迪&;中国投资有限责任公司研究院:2019工业级无人机投资白皮书(53页).pdf

头豹研究院:2019年中国无人机行业概览(35页).pdf

航天彩虹-传统业务持续改善国内军用无人机市场有望快速增长-211205(25页).pdf

中国移动:5G网联无人机交通行业解决方案(20页).pdf

观典防务-禁毒无人机“小巨人”企业持续成长可期-210906(30页).pdf

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