淺談民用無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

李剛田

中圖分類號(hào)：F56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2017）11-000-01

摘 要 民用無(wú)人機(jī)技術(shù)要求低、更注重經(jīng)濟(jì)性，目前無(wú)人機(jī)已廣泛應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)，搜索營(yíng)救，邊防巡邏，森林防火，氣象探測(cè)和農(nóng)作物植保，管道巡檢，線路巡檢，影視航拍等領(lǐng)域。未來(lái)我國(guó)民用無(wú)人機(jī)其它行業(yè)的潛在需求也將逐步顯現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 民用無(wú)人機(jī) 現(xiàn)狀 前景

一、民用無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)民用無(wú)人機(jī)從20世紀(jì)80年代才開始起步，在近十年里得到了真正全面的發(fā)展。民用無(wú)人機(jī)的發(fā)展要?dú)w功于軍用技術(shù)的民用化，與軍用無(wú)人機(jī)的百年歷史相比，民用無(wú)人機(jī)技術(shù)要求低、更注重經(jīng)濟(jì)性，軍用技術(shù)的民用化降低了無(wú)人機(jī)市場(chǎng)進(jìn)入門檻和研發(fā)成本，使得民用無(wú)人機(jī)得以快速發(fā)展。我國(guó)民用無(wú)人機(jī)發(fā)展分為了三個(gè)發(fā)展階段：起步階段（軍用為主）、小批量發(fā)展階段（部分企業(yè)進(jìn)行探索）和加快發(fā)展階段（大量企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)，軍工巨頭開始涉足）。

二、民用無(wú)人機(jī)的指標(biāo)要求和主要用途

民用無(wú)人機(jī)的飛行速度要求通常在100公里/每小時(shí)以下，飛行高度在3000米以下，某些特殊應(yīng)用飛行高度在4000-5000米。目前無(wú)人機(jī)已廣泛應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)，搜索營(yíng)救，邊防巡邏，森林防火，氣象探測(cè)和農(nóng)作物植保，管道巡檢，線路巡檢，影視航拍等領(lǐng)域。由于小型無(wú)人機(jī)的航空特性和大面積巡查的特點(diǎn)，在洪水，旱情，地震和森林大火等自然災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估方面具備特別優(yōu)勢(shì)。

三、中國(guó)民用無(wú)人機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀

中國(guó)無(wú)人機(jī)起步較早，20世紀(jì)80年代，西北工業(yè)大學(xué)D-4固定翼無(wú)人機(jī)就對(duì)地圖測(cè)繪和地質(zhì)勘探做了嘗試，但是民用無(wú)人機(jī)領(lǐng)域開發(fā)長(zhǎng)期以來(lái)沒有受到足夠的重視。直到近年來(lái)由于需求牽引，尤其是災(zāi)害頻發(fā)急需一種災(zāi)情監(jiān)視評(píng)估和搜救手段，民用無(wú)人機(jī)才得到充分關(guān)注。目前，我國(guó)民用無(wú)人機(jī)研發(fā)不斷升溫：2003年貴州航空和北大聯(lián)合研制成功多用途無(wú)人遙感系統(tǒng)，可以進(jìn)行航空遙感、氣象、災(zāi)害監(jiān)測(cè)；2008年專為民用研制的"黔中1"無(wú)人機(jī)順利首飛；2009年中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制成功智能的民用無(wú)人直升機(jī)。 民用無(wú)人機(jī)常用的有以下兩大類：

（一）植保無(wú)人機(jī)

中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，應(yīng)用無(wú)人直升機(jī)噴灑農(nóng)藥具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值：無(wú)人機(jī)作業(yè)不僅有超高的工作效率，對(duì)人員生命安全不構(gòu)成威脅，同時(shí)能夠大量節(jié)省勞動(dòng)力，節(jié)約農(nóng)業(yè)投入成本，最終增加種植者的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)展無(wú)人機(jī)施藥技術(shù)裝備是我國(guó)土地經(jīng)營(yíng)模式下的必然選擇。我國(guó)規(guī)?；耐恋刭Y源不足，僅占耕地面積30%左右，主要集中在北方東北、西北和華北平原。而在南方，有著占總種植面積60%以上的小規(guī)模種植土地，土地地貌復(fù)雜，民房耕地交織，經(jīng)營(yíng)模式以一家一戶的聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為主，土地的分散經(jīng)營(yíng)、小塊經(jīng)營(yíng)，使得耕地規(guī)模小、田塊分散、作物品種布局不一，作物長(zhǎng)勢(shì)不一，包括固定翼飛機(jī)在內(nèi)的大型施藥機(jī)具難以適應(yīng)其病蟲害防治要求，在很大程度上限制了農(nóng)業(yè)機(jī)械化實(shí)施。無(wú)人機(jī)施藥技術(shù)裝備無(wú)需專用機(jī)場(chǎng)和跑道，靈活輕便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、不受作物長(zhǎng)勢(shì)和作業(yè)田塊條件的限制，在應(yīng)對(duì)小區(qū)域種植作物的病蟲害防治中有著巨大優(yōu)勢(shì)。

（二）巡檢無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)指利用無(wú)人機(jī)搭載可見光、紅外等檢測(cè)設(shè)備，完成架空輸電線路巡檢任務(wù)的作業(yè)系統(tǒng)。在電力行業(yè)，無(wú)人機(jī)主要被應(yīng)用于架空輸電線路巡檢，無(wú)人機(jī)在電力行業(yè)的主要應(yīng)用場(chǎng)景：

1.線路巡檢。當(dāng)災(zāi)害導(dǎo)致道路受阻、人員無(wú)法巡檢時(shí)，無(wú)人機(jī)可以發(fā)揮替代作用，開展輸電線路巡查，準(zhǔn)確定位桿塔、線路故障，且視角更廣，能避免"盲點(diǎn)"。無(wú)人機(jī)巡檢提高了電力維護(hù)和檢修的速度和效率，比人工巡線效率高出40陪。

2.線路架設(shè)。在輸電線路施工過(guò)程中，線路走廊長(zhǎng)、地形情況復(fù)雜，線路所經(jīng)地區(qū)山谷河流茂密森林，給線路架設(shè)帶來(lái)極大不便，工程實(shí)施困難重重。為有效破解緩解生態(tài)環(huán)境保護(hù)和架線施工的矛盾，可運(yùn)用無(wú)人機(jī)展放導(dǎo)引繩進(jìn)行來(lái)架設(shè)線路架設(shè)施工輕松解決。無(wú)人機(jī)首先沿線路上空飛行并施放一根輕質(zhì)高強(qiáng)引繩通過(guò)各基塔，然后利用這根輕質(zhì)引繩不斷牽引后續(xù)引繩，直至牽通一根三級(jí)引繩，并架設(shè)導(dǎo)線。通過(guò)這種方式，解決了人力展放導(dǎo)引繩的高強(qiáng)度和動(dòng)力傘展放導(dǎo)引繩著陸困難等問(wèn)題，也減少了線路通道的樹木砍伐，最大限度地保護(hù)了自然生態(tài)。

3.線路規(guī)劃。無(wú)人機(jī)的測(cè)繪系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，包括實(shí)時(shí)性、成本低、響應(yīng)快、靈活度高等特點(diǎn)。和普通的航空遙感與衛(wèi)星遙感相比，優(yōu)勢(shì)更加明顯，它可以在低空取得光學(xué)圖像、地形圖像、輸電線路圖像，是其他測(cè)繪和、監(jiān)測(cè)方式不能取代的。在對(duì)各類輸電線路進(jìn)行走廊規(guī)劃時(shí)，需對(duì)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的信息采集和測(cè)繪工作，最好的方式就是采用無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)，不僅可以確保獲取數(shù)據(jù)的高效性，還可以在多方面降低環(huán)境對(duì)信息采集與勘測(cè)的影響。

四、民用無(wú)人機(jī)發(fā)展前景

近年來(lái)，民用無(wú)人機(jī)用途非常廣泛，各國(guó)在無(wú)人機(jī)的民用方面逐漸開放。無(wú)人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力、石油、檢災(zāi)、氣象、國(guó)土資源、安防、海洋水利、測(cè)繪、城市規(guī)劃、公共安全、應(yīng)急搜救、農(nóng)林、環(huán)保、交通、通信、氣象、影視航拍等多個(gè)領(lǐng)域。在航空裝備無(wú)人化、小型化和智能化的趨勢(shì)下，未來(lái)我國(guó)民用無(wú)人機(jī)其它行業(yè)的潛在需求也將逐步顯現(xiàn)，我國(guó)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)空間巨大，前景廣闊，將進(jìn)入快速發(fā)展期。