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植保無人機橫空出世 精準農業呼之欲來

作者:錢童心 江旋 王思琪 本站發布時間:2016年03月01日 收藏

  消費級無人機被唱衰,噴灑農藥的植保無人機橫空出世,給無人機再添一把火,精準農業呼之欲來。

  【工業級無人機醞釀爆發】

  無人機續航里程問題有了新突破。

  今年初,國內首款7×24小時的長航時高機動性X8多旋翼無人機在上海創智科技中心發布。這款名為“Skyhook天鉤100”的無人機,采用非常規的地面電力輸送系統支持無人機空中不間斷飛行,可搭載可見光變焦攝像機、紅外攝像機、機載雷達和通信天線等各種載荷,完成安保監控、應急搶險、交通管制等任務,這是目前市場上電子消費級無人機無法實現的功能。

  天鉤100是由中國工業設計研究院和上海翰動浩翔航空科技公司(下稱“翰動浩翔”)聯合研制,將于今年完成量產,業內人士預計售價或在10萬元人民幣。目前已有公安和林業等部門有訂購意向。

  伴隨著天鉤100的出現,分析人士稱,屬于大疆和Parrot的寡頭壟斷的日子也許屈指可數。

  續航能力突破

  此前,阻止無人機場景應用的**大障礙是續航能力。天鉤100實現了不間斷飛行。翰動浩翔CEO陳光文介紹,與一般消費級別無人機使用電池不同,天鉤100運用的是地面的一套供電設備,配備電力輸送系統、通信信號以及一根受力纖維制成的電纜,可以與地面的汽車等固定裝置相連接,保證了無人機移動的、不間斷作業。

  市場人士認為,天鉤100的出現或許會改變無人機市場的格局。國海證券無人機行業分析師馮勝對《第一財經日報》記者表示:“消費級無人機市場已由盛轉衰,估值過高,只見投資不見產出。而工業級別的無人機技術又沒有跟上,資本真正需要推動的是無人機的技術。”

  美國咨詢公司Dronelife.com的分析師安德魯-阿馬托也對記者表示:“大疆的致命弱點在于飛行時長,這極大地限制了大疆主導市場的能力。只要有一家廠商生產出比它續航能力強的無人機,哪怕是能飛行一小時,也會改變市場格局。”

  在解決了續航能力之后,另一個主要問題就是無人機的感知和識別。

  實現無人機的感知和識別,一般有三種方法,第一是依靠額外的傳感器,也就是雷達,無人機很難在無人監督的情況下在共享空域安全飛行。第二是通過攝像功能進行實時識別物體,這需要很強的計算能力。還有一種方法是傳統的計算機算法,前提是計算機事先被高精的算法設計為識別和逃避威脅,并且能夠理解物體在移動時如何能被攝像頭識別。天鉤100是通過搭載不同的設備,比如紅外線攝像機和激光雷達3D掃描現場地形,根據傳回的圖像做出數據分析。

  但是不管是哪種方法,關鍵是讓無人機能夠理解他們的環境,即使這種應用場景十分有限,也會變得很有用。比如他們可以識別出霜凍的路面上是否有坑。

  應用場景多元化

  陳光文介紹說,下一步公司將研究如何根據不同的應用場景,搭載不同載荷,完成不同的任務。比如在目前自動化率比較低的林業,就可以使用無人機24小時不間斷地巡航,省去人力成本。

  長期從事“低慢小”探測與攔截研究的公安部第三研究所副研究員唐前進對記者表示,公安機關領導決策指揮時,現場的實時畫面十分關鍵,無人機能在**短時間內把事發現場的視頻傳回指揮中心是**具有價值的行業應用。此外,無人機可以代替直升機作業,省下不少成本,能滿足派出所級的需求。

  無人機近年來在反恐處突、緝私禁毒、交通疏導、消費救援等公安工作中已得到初步應用,采購的數量也快速增加,2014年全國公安機關單位購置60余架,到2015年第三季度,全國公安機關采購數量超過300架,增長6倍。

  無人機從民用向商業領域發展的速度之快令人瞠目。

  消費級無人機領域的大疆也正在向工業級進發。在主導全球消費級無人機市場后,大疆去年11月宣布推出一款用于農業澆灌的無人機,價值高達15000美元。

  大疆表示,無人機的灌溉效率比傳統人工灌溉要高出40倍,使用微波雷達,無人機能夠實時掃描下方地面,保持合適的距離,控制澆灌的液體量。它每秒能飛8米,將液體均勻覆蓋于作物上,能在全自動、半自動和手動操作模式中隨意切換,并兼具防塵性、耐水性和抗腐蝕性,而且可以折疊。

  除了農業以外,專業級的無人機還能在傳統的地理學方面有所應用。比如,監測風化作用,觀察河流和冰川的變化,考古學家和歷史學家也在利用裝載普通數碼相機的無人機進行3D建模,還原古代建筑遺址的場景。

  無人機的廣泛應用也帶來了新的問題。唐前進告訴記者,無人機是典型的低空慢速小目標,具有管控難、偵測難、處置難的特點,針對無人機的防控是一個世界性難題。利用無人機非法拍攝、投遞毒品等屢見不鮮。這些安全因素如何規范,尚待觀察。

  【爭搶18億畝農業植保蛋糕】

  目前,國內約有300家至400家的民用無人機企業,市場人士預測,目前全球民用無人機已形成約1000億美元市場規模,國內民用無人機需求將在未來20年達到460億元

  在廣袤無邊的農田上,一架載著農藥的無人機騰空而起,不到一小時工夫,數十畝農田的農藥噴灑工作已經完成。如今,這樣的景象在一些農業大省非常普遍。

  中國巨大的農業需求對無人機公司來說,是一塊香甜的蛋糕。無人機制造者們看到,基于行業解決方案的應用更加有前景。

  無人機在工業上的應用被越來越重視,不過,和消費級(商用)無人機市場的熱鬧景象相比,工業級(民用)無人機仍然略顯冷清,剛剛起步的技術、不穩定的回報空間,都讓資本和市場保持謹慎。

  從農業起步

  按照功能不同,無人機行業可分為軍用、商用和民用,好玩的商用無人機無疑占據著**廣大的市場。正如你看到的,送戒指、送快遞、航拍等等,這些都是商用無人機可以干的活兒。大眾對于民用和軍用無人機則相對陌生,不過,在一些從業者眼中,它們可能才是未來無人機中的“尖貨”。

  1983年出生的王偉在這個行業里已經十年了。從北京理工大學自動化專業畢業后,他的工作始終圍繞無人機,研究過無人機發動機、飛控系統,也在兵工企業從事過無人平臺的研發。

  現在,王偉和他的北京航景創新科技有限公司是新疆維吾爾自治區農業植保無人機大軍中的一員,此前,他的無人機做過測繪、航空物探、電網巡線等,而現在,他的主要精力是農業應用。

  這是一個普遍的現象,民用無人機的行業應用目前多數是在農業上。這既緣于中國18億畝耕地巨大的農業植保需求,同時也因為農業無人機的技術是其他領域應用的基礎。

  王偉告訴記者,幾乎所有生產農業無人機的公司都在往新疆市場上擠,但穩定性和效率上很少有產品能滿足當地的需求。

  對于無人機來說,載荷量是一個非常考驗技術的指標。在農林植保的應用上,大多數電動力無人農用機實際載藥量不到10公斤,每架次的噴灑量不超過20畝;油動力的無人機可以增加載荷量,但需要較高的操控水平。北京航景創新科技有限公司的產品屬于后者,王偉透露,今年要交付的訂單約70架,合同銷售額已經達到6000萬元左右。

  盡管商用無人機很熱鬧,但王偉似乎并無太多興趣,他對記者表示:“無人機在民用上的技術指標是商用機遠不能及的。”

  不過,商用機的從業者卻不以為然,一些做商用無人機起家的公司也開始涉足這個領域。去年年末,深圳市大疆創新科技有限公司(下稱“大疆”)發布了首款農用無人機MG-1,可載重10公斤,噴灑農藥的銷量是人工作業的40~60倍。

  商用機之后的藍海?

  大疆把無人機的概念帶熱之后,行業便不斷有大額融資消息傳出。隨后,騰訊、小米、阿里等國內互聯網巨頭紛紛入場。

  更多的創業者在默默尋找著機會。北京的臻迪科技、廣州的極飛、深圳的智航等,這些公司都在押注民用無人機的爆發。去年年底時,湖北一家名為易瓦特的民用無人機公司掛牌新三板,正式將無人機概念帶向二級市場。

  以農用無人機為例,數億的生產成本投下去,能否在當季獲得相應的回報率,受到自然環境等多重因素影響。記者了解到,一些農業大省已經在通過補貼的形式推動無人機在當地農業植保中的應用,但專業飛控人員的缺乏等原因也在制約其發展步伐。

  在經歷了去年的火爆之后,無人機開始慢慢進入冷靜期。

  “這個行業本來就應該很冷靜,它的主推力不是資本而是技術。”王偉說道。

  相較于商用無人機,行業對于民用無人機的評價是,隱形而更加巨大的藍海。

  截至去年年末的數據顯示,中國無人機制造商在國際市場上份額已經達到70%。目前,國內約有300家至400家的民用無人機企業,市場人士預測,目前全球民用無人機已形成約1000億美元市場規模,國內民用無人機需求將在未來20年達到460億元。

  這的確是一個誘人的市場。但在王偉看來,無人機只是一個工具,“應該用它來解決傳統行業中對常規業務的替換、優化和升級。”

  大負荷的無人機不僅可以應用在農業上,還有助于航空物探。由于很多地質環境是人無法進入的區域,這就需要借助無人機,在無人機上掛一個探線圈,探線圈釋放射線探測地下的礦藏,線圈重達100公斤甚至數百公斤,價值也達到千萬元,一般的小型無人機根本無法掛住。

  王偉說自己的思路是:以農業上的應用為基礎,提升技術門檻,**終將這些技術應用到軍用無人機的制造——“軍貿才是這一行**賺錢的領域。”

  這個年輕的無人機“老兵”想做的事情還有很多,他對記者表示,未來想從設備向應用端滲透,“就像蘋果公司一樣,我們不僅僅要做無人機里的蘋果手機,還要做‘APPstore’。對于無人機產業來說,飛機只是平臺,行業應用場景才是無人機的價值所在。”

  【植保無人機未來:精準農業更誘人】

  傳統的人工防治“雙秀稻”一年需噴灑5~6次農藥,勞務費需要100元以上,小型直升機噴灑農藥每畝油耗只需要0.5元,節省勞務成本近70%。而無人機不需油耗,灌溉20畝以上土地只需要十分鐘左右。

  航拍讓大眾消費市場認識無人機,而在農用耕地植保領域,無人機也充當著重要角色。

  “(國內目前情況是)農耕作業加上耕地插秧收割全程都可以做成機械化的,但是唯有植保這塊現在還非常依賴人力,噴肥、噴藥。”廣州天翔航空科技創始人朱秋陽告訴《第一財經日報》記者。

  中國18億畝耕地巨大的農業植保需求,若按每畝10元/次的價格來估算,農藥噴灑等植保防護無人機市場保守估計達到上百億元。

  專業級無人機能夠帶來的商業價值不及消費級,對于研發者來說,除了技術,更多考慮的是如何探尋出有效的商業模式。

  植保現代化

  有專家計算出利用植保無人機噴灑農藥,至少可以節約50%的農藥使用量和99%的水量。

  傳統的人工防治“雙秀稻”一年需噴灑5~6次農藥,勞務費需要100元以上,小型直升機噴灑農藥每畝油耗只需要0.5元,節省勞務成本近70%。而無人機不需油耗,灌溉20畝以上土地只需要十分鐘左右,并且針對性強,比直升機具有更大的優勢。

  朱秋陽并不屬于**早進入市場的拓荒者,與大部分的航天愛好者一樣,其**初感興趣的領域在無人機航拍,成立天翔航空**初是為了接一些大型的航拍業務。

  “原來團隊就三個人,當時航拍有分工:飛行、云臺手、地勤保障。”朱秋陽介紹道。隨后,大疆推出Phamton1降低了無人機航拍的專業性,這使得朱秋陽不得不尋找別的出路。“2012年的時候,航拍市場逐漸大眾化,(當時覺得)以后操控肯定越來越簡單,準入門檻變低了,我們再干就很容易被追上遭淘汰。”

  雖然早知無人機能夠在植保行業中運用,但由于商業價值不大,朱秋陽一開始并不看好這塊市場。一直到大學同學向他提起農村里經常人力打農藥造成休克死亡,朱秋陽才開始植保無人機的開發研制。

  過去植保無人機鮮少人問津,一個重要原因在于其價格成本較高,市面上,一臺植保無人機售價少則5萬元,多則高達10萬元,對于產能不高的散戶來說,是不必要的“奢侈品”。而隨著土地使用權流轉的松動,承包土地的種植戶開始選擇能提高效率的無人機。

  由于尚在起步階段,植保無人機尚未有明確的商業模式。與大部分的植保無人機廠商一樣,天翔也在探討切實可行的商業模式。

  “目前我們主要針對合作社或者植保隊等B端客戶,由于前兩年大家都做了很多市場教育性的工作,2016年大眾接受度會好很多。”朱秋陽告訴記者。“植保隊的老板也會算賬,飛行器作業效率比人力要高,有這種眼光的人看中了這塊市場。”

  數據為王

  對比消費類無人機,農用無人機由于載重較大,一般為六旋翼以上飛行器,體積也較消費級無人機大。由于需要載荷農藥或者營養液等液體噴灑,其載重皆在10公斤以上才能保證其能灌溉多畝農田。

  一般來說,專業的農業植保分為前期測繪以及后期農藥或者營養液的噴灑。在這些領域,無人機技術都能得到有效發揮,**大程度提高人力生產效率。

  以小麥來說,以往一個人一天能對20畝地進行農藥噴灑,這樣打完2000畝地需要100個人,而無人機起飛一次所噴灑面積就能達到20畝,并且能在10分鐘以內完成。

  然而,植保無人機技術并不僅僅體現在農藥噴灑上,前期的測繪監測以及打藥過程中的田間數據采集能夠更好地了解農作物生長情況。

  天翔航空在2013年推出了Skycam1200,這款固定翼的無人機需要通過發射起飛,按照事先規劃的路徑飛行,其機身上搭載的高清攝像頭以及傳感器,讓其在飛行過程中能夠對農作物進行清晰的圖像拍攝掃描,完成田間測繪。

  “我們用Skycam搭載高光譜相機做作物的生長分析,在不同時期拍的照片,可以分析出作物缺乏什么元素。”朱秋陽說道。

  除此之外,另外一款農藥噴灑無人機TXA-翔農也搭載了部分傳感器,液壓傳感器、光照感應傳感器等,在噴灑作業的同時完成田間數據采集。

  “我們的概念不僅是賣設備,還提供了一套完整解決方案,未來比較可能的模式是,我們自己做運營服務,通過飛機作業掌握更多的入口。”朱秋陽補充道,“這是未來精準農業的一個概念,必須通過一些現象發現農作物缺什么再去對其進行補充,發現這么一片地,缺什么,重點治療,其他地方就以防治為主。”

  易觀智庫指出,除產品銷售盈利之外,服務盈利是民用無人機行業重要的盈利模式。民用無人機本質上是會飛的傳感器,**重要的一個功能便是采集數據。可以預見的是,在未來中國民用無人機行業的收入中,數據盈利的比重將會不斷攀升。

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