近年來,隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)的成熟、電子與無線電控制技術的改進、多旋翼無人機結構的出現(xiàn),無人機行業(yè)得到快速發(fā)展。目前,無人機已經成為商業(yè)、政府和消費應用的重要工具,廣泛應用于建筑、石油、農業(yè)、以及大部分公用事業(yè)領域。根據應用領域不同,無人機可分為軍用無人機和民用無人機,民用無人機可分為消費級與工業(yè)無人機兩種類別。本次,在河南執(zhí)行任務的翼龍-2H應急救災型無人機就屬于軍用無人機。
今天我們主要講講工業(yè)無人機的行業(yè)應用。
目前,工業(yè)無人機的主要應用領域包括:電力巡檢、應急救援、航空攝影、水利應用、農藥噴灑、航空測繪、國土資源、旅游業(yè)、管線巡查、醫(yī)療業(yè)、海事監(jiān)察、農業(yè)林業(yè)、物流運輸、交通管制、氣象監(jiān)測、反恐防暴等。且隨著工業(yè)無人機技術水平的不斷提升,各行各業(yè)對無人機應用需求的提升,工業(yè)無人機應用領域將更加深化、細化,應用領域將不斷擴大。
資料來源@前瞻經濟學人APP:前瞻產業(yè)研究院整理
我們經常可以在新聞資訊中看到無人機在各行各業(yè)的應用。下面,我們來詳細了解一下無人機部分應用場景。
一、空中航拍
航空攝影始于19世紀 50 年代,納達爾是首位實現(xiàn)航拍的攝影師和氣球駕駛者,他于1858 年在法國巴黎上空攝影。當時從氣球上用攝影機拍攝的城市照片,雖然只有觀賞價值,卻開創(chuàng)了從空中觀察地球的歷史。1909 年美國的萊特( W.Wright )第一次從飛機上對地面拍攝影片。此后,隨著飛機和飛行技術,以及攝影機和感光材料等的飛速發(fā)展,航空攝影像片的質量有了很大的提高,用途日益廣泛。
無人機航拍技術在拍攝藝術上有很大優(yōu)勢,在當下全媒體時代也發(fā)揮出很大的作用,除應用于在紀錄片、真人秀節(jié)目等宏觀層面的拍攝外,也經常用于大場面的新聞報道中。還能大量用于地圖測繪方面,而且在國民經濟建設、軍事和科學研究等許多領域中得到廣泛應用。
另外,隨著技術的不斷發(fā)展,一種新型的航拍技術——VR無人機航拍漸漸滲透到影視制作領域,它能夠無死角航拍,仿佛身臨其境,不再受限于航拍攝影師的云臺移動方向,觀看時采用VR眼鏡或手機,通過其內置的陀螺儀,跟蹤人頭部的轉動方向,實現(xiàn)沉浸式的觀賞效果。
二、農業(yè)植保
現(xiàn)在無人機在農業(yè)方面的應用已經比較廣泛,常用的3個方面,即農作物檢測、農作物播種和噴灑以及牧群監(jiān)視與驅趕。
在農業(yè)無人機的作業(yè)現(xiàn)場,不需要固定機場或跑道,在田間地頭即可起降,可全地形作業(yè);也不需要駕駛員,可實現(xiàn)人機分離。與采用電動噴霧機器人工噴藥、噴桿機器打藥等傳統(tǒng)方式相比,農業(yè)無人機采用低容量或超低容量噴霧方式,可節(jié)水省藥、人藥分離,大大減少施藥過程中農藥對人的毒害和對環(huán)境的污染。
植保無人機的高效安全正在逐步改變中國傳統(tǒng)農業(yè)的現(xiàn)狀。無人機每個小時可達40-60畝是人工率的40~60倍。
據中國農機流通協(xié)會市場監(jiān)測,2017年,農業(yè)無人機年度銷量不足千架,到2020年時,農業(yè)無人機年度銷量已經達到1.53萬架,四年時間增長了17倍;市場規(guī)模也從2017年的0.55億元擴張到2020年的7.75億元,四年時間增長了14倍。
三、電力巡檢
電力巡檢無人機
人力巡檢有效率低和安全隱患高的弊端。根據有關統(tǒng)計數(shù)據顯示,在傳統(tǒng)的人工巡檢場景,每100公里的輸電線路巡檢大致需要160個工時,這個數(shù)據意味著,如果想在一個工作日內完成100公里的線路巡檢,需要的線路巡檢人員是至少20位,效率可想而知。另外,巡檢人員在工作時需要攜帶大量的資料做紀錄,萬一遇到高壓輸電線路架設在高山或園林等高風險地域,安全隱患和工作強度都高。
所以,節(jié)省人工成本、提供安全系數(shù)和效率,是無人機巡檢逐步代替人工的必然趨勢。
體型小,攜帶方便的優(yōu)點就不用多說了吧,在電力巡檢方面,無人機還有操作簡單、反應迅速、載荷豐富、任務用途廣泛、對起飛降落的環(huán)境要求低、可自主飛行等優(yōu)勢??梢哉f將無人機應用到電力巡檢方面可大大提高電力維護和檢修的速度和效率,提高巡線作業(yè)工作人員的安全性,并且降低了成本。
并且,在作業(yè)精度上,也逐漸實現(xiàn)了跟專業(yè)攝像機相當?shù)木刃Ч?,那些用人工很難發(fā)現(xiàn)的線路受損部分,通過無人機空中巡視,可以清楚地進行研判。
無人機巡檢已成為輸電線路運維不可或缺的手段,如今,一個以“機巡為主,人巡為輔”的線路運維模式正在全面形成。
四、警務安防
警用無人機,區(qū)別于普通無人機,它是指以無人機為載體,配有相關分系統(tǒng),能執(zhí)行警用任務的設備。
它利用承載的高清晰相機可以進行不間斷的畫面拍攝,獲取影像資料,并將所獲得的信息和圖像傳送回地面。在追捕逃犯、巡邏監(jiān)視、聚眾驅散、鏟毒禁毒、反恐防暴、搜尋救援、交通管理、疫情防控、以及大型活動安保任務中發(fā)揮了不可替代的作用??梢哉f警用無人機在公安情報工作中具有極大推廣價值。
五、無人機測繪
測繪作為一個基礎性行業(yè),從大比例的地形圖,到鐵路網、公路網的分布再到互聯(lián)網地圖,測繪的身影無處不在。國防、能源、農業(yè)、林業(yè)、水利電力、城市建設、交通規(guī)劃、土地管理等都離不開測繪。
無人機測繪是傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補充,具有機動靈活、高效快速、精細準確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產周期短等特點,在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢。
在土地確權、堆體測量、城市管理規(guī)劃等得到了廣泛的應用。
如對農村集體土地范圍內的大面積土地進行數(shù)據采集、影像拍攝,獲取高精度的地表三維數(shù)據,再通過協(xié)同作業(yè)的側視圖像進行快速三維建模,繪制比例尺較大的地形圖,可以協(xié)助農村集體土地所有權確權登記發(fā)證工作順利進行。
無人機可以預設航線,在作業(yè)區(qū)域上空自動作業(yè)采集數(shù)據,采集完數(shù)據后可導入啟飛應用自主開發(fā)的GIS系統(tǒng),一鍵生成點云及三維模型數(shù)據,并據此進行空間距離、體積的測量,或者進行斜面等不規(guī)則堆體面積的模擬測量,為堆體測量提供精確數(shù)值參考。
六、災害救援
無人機在救災活動中起著傳統(tǒng)手段無法替代的作用,并越來越多的應用于各種救災活動中。隨著傳統(tǒng)手段的局限性日益凸顯,無人機技術的逐漸成熟,無人機技術用途越來越廣泛,在救援開始大顯身手。如在這次河南防汛救災中,無人機就表現(xiàn)出不可替代的作用,成為信息化救援的有力武器。
詳看?強!“黑科技”無人機在河南救災中大顯身手
七、物流運輸
無人機物流、快遞即通過利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的無人駕駛的低空飛行器運載包裹,自動送達目的地,其優(yōu)點主要是提高配送效率,同時減少人力成本。
如來自美團自主研發(fā)的城市低空物流。2017年,美團正式啟動無人機配送場景探索,致力于打造3公里、15分鐘送達的低空物流網絡。截至2021年6月底,美團無人機已完成超22萬架次的飛行測試,完成2500單真實用戶的配送訂單。
八、水利事業(yè)
水利行業(yè)裝備多旋翼無人飛行器三維激光遙感掃描系統(tǒng)可用于水利資源調查、水域覆蓋面積調查、水利巡查成圖、洪澇災害、干旱缺水、水庫蓄水水位監(jiān)測、上下游河流的水文情況監(jiān)測、水利資源工程動態(tài)監(jiān)測、非法排污、水面清潔監(jiān)測、重要水利設備設施安全監(jiān)測、水庫壩區(qū)的周邊環(huán)境監(jiān)測等,為流域水土保持、水調度指揮、水質評價、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、防洪監(jiān)測等決策方案提供依據。
比如以往的水質檢測,是利用人工進行,劃船到湖中間取水采樣,不僅花費大量人力物力,而且耗費時間長,工作效率低。
而利用無人機的穩(wěn)定性、起降靈活,安全性高等優(yōu)勢,在其上搭載盛水容器和抽水裝置,根據匹配的位置信息點,飛行到湖中央上空后,在距湖面以上兩米空中進行取水。能很大程度上提高工作效率,并且節(jié)約成本,快速及時的發(fā)現(xiàn)湖水質量問題。
視頻為六軸無人機匹配取水器現(xiàn)場演示水質檢測取樣
九、國土資源普查與監(jiān)控
利用多旋翼無人飛行器開展國土資源調查與土地利用監(jiān)測,可及時地反應各種國土資源的具體情況,增強資源開發(fā)、環(huán)境保護與災害防治的預見性。多旋翼無人機便與攜帶數(shù)碼相機在城市上空飛翔,為城市開發(fā)的規(guī)劃信息系統(tǒng)提供依據。廣泛應用建筑密度分布規(guī)律研究、在建工地調查、中心城市簡房漏棚調查、施工占路情況、露天停車場調查、垃圾堆場的空間分布、污水治理和改造工程的補充論證、為建廠規(guī)劃或改造提供影像資料等……
十、地質勘探
大型多旋翼無人飛行器系統(tǒng)搭載探地雷達、合成孔徑雷達后可用于探礦、埋藏物體定位、路基檢測、深層基巖剖面、斷裂帶、地下水研究、地下管線測量等。還可以觀測礦產資源開發(fā)引發(fā)的災害。多旋翼無人飛行器低空遙感配合地面管理軟件亦可為礦產資源開發(fā)整體狀況提供決策支統(tǒng)。通過多旋翼無人飛行器搭載高清晰當?shù)爻上裨O備,在空中對地面進行不同角度攝影,不同時間的拍攝。根據各種地質、地貌、植被、霜雪所顯示出來的信息,還可用于推測出地面或地下遺址的特性。
十一、野生動物保護
多旋翼無人飛行器在野生動物監(jiān)測領域發(fā)揮著巨大優(yōu)勢,高密度拍攝,且不驚擾野生動物,除了可以獲得從空中俯視地面或山崖的各個角度的畫面外,還可以利用機載紅外線成像攝像儀進行監(jiān)測。同樣,多旋翼無人飛行器拍攝監(jiān)控可以在野生動物資源保護領域取得不錯的成績。
前段時間很火的新聞,云南西雙版納自然保護區(qū)中的十余頭野生亞洲象北遷“出走”,途中偏離路線“闖入”昆明、玉溪等地界。而為了避免象群給當?shù)爻擎?zhèn)和居民帶去威脅,試圖將象群引回“正軌”,無人機起到了對大象進行監(jiān)視追蹤的作用。
另外,我國保護區(qū)動物受到威脅的主要方式有盜伐、挖藥、放牧、盜獵、開礦,新出的干擾類型還有剝樹皮、垃圾、探測汽油等。多旋翼無人飛行器在取證調查、預警震懾、協(xié)同跟蹤等方面都能收到很好的效果。
可以說無人機是各個行業(yè)的全能選手了,目前也是無人機產業(yè)的黃金發(fā)展時期,自2017年以來國家也密集出臺了一系列與無人機相關的政策,相信未來也會有更多無人機的有利政策落地,促進無人機的健康發(fā)展。
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