在過去十年中，很少有新興技術像無人駕駛飛行器(UAV)或者更簡單的無人機那樣強烈地吸引了公眾的想象力。這些技術的開發(fā)和使用以前主要限于軍事目的，但從21世紀后期開始，智能手機的巨大商業(yè)成功和廣泛普及程度產(chǎn)生了一次“完美風暴”，電子技術的進步以及大批量普及驅動成本降低，在過去幾年中見證了無人機的流行和快速增長。廉價、輕便的基于微控制器的飛行控制器、加速度計和陀螺儀等傳感器、全球定位系統(tǒng)和攝像頭、以及先進電池和無線技術的規(guī)?；a(chǎn)，導致小型消費產(chǎn)品級別的低價格四軸無人機迅猛發(fā)展。

無人機市場展望

由投資銀行高盛集團(Goldman Sachs)進行的研究估計，到2020年，無人機技術將在軍事、消費和商業(yè)等領域達到1000億美元的市場規(guī)模。Gartner的數(shù)據(jù)顯示，軍事領域占據(jù)總體市場規(guī)模的70%，如果按照出貨數(shù)量計算，用于消費市場的無人機則占主導，占整體出貨量的94%，但其市場規(guī)模只占實際收入的一小部分，這主要是因為入門級無人機產(chǎn)品通常價格較低，只需幾百歐元。與此同時，商用無人機可能只占市場出貨量的6%，但其價格卻很高(通常從幾千歐元到許多專業(yè)應用的數(shù)萬歐元)，預計商用無人機將占非軍用領域60%以上的市場收入。

雖然針對普通消費者的無人機銷售仍在以健康的速度增長，但是最大的機會是在于商用市場(出貨數(shù)量增長更快，而且有更高的平均銷售價格)，預計到2020年，商用市場無人機銷售將達到130億美元。隨著無人機技術的進步，商用市場也在出現(xiàn)一些非常引人注目的新應用，從而有助于推動市場繼續(xù)向前發(fā)展。

無人機可以用來取代許多傳統(tǒng)的工作方式，通過減少人的參與和保證更安全的基礎設施能夠減少時間和成本。航空攝影和攝像是無人機最常見的兩種用途，能夠使房地產(chǎn)公司、活動組織者和酒店經(jīng)營者輕松且廉價地制作具備專業(yè)視覺效果的作品。此外，無人機還有望用于私人保安和監(jiān)控、物流、保險、農(nóng)業(yè)和新聞等各個行業(yè)的日常運營。據(jù)行業(yè)分析公司普華永道(PwC)的報告，最具發(fā)展前景的行業(yè)是基礎設施，全球市場潛在價值為450億美元，其次是農(nóng)業(yè)和運輸業(yè)。

無人機還可以增強數(shù)據(jù)分析能力，使公司能夠更好地了解和預測運營績效，在某些行業(yè)，甚至可以實現(xiàn)全新的業(yè)務模式和機會。管理咨詢公司BCG估計，到2050年，歐洲和美國的工業(yè)無人機數(shù)量將超過100萬臺，價值500億美元，其中大部分價值是無人機服務和數(shù)據(jù)收集等相關業(yè)務。公司可以將無人機的運營、管理和維護分包給第三方，電信運營商也可以提供數(shù)據(jù)通信服務，以便導引無人機并轉發(fā)它們收集的數(shù)據(jù)。實際上，BCG預計，增值服務將占總體500億美元市場的近一半。

商用無人機應用

談起無人機，很多人可能會想到軍用或消費應用。如果他們考慮商業(yè)應用，許多人會想到無人機交付貨物的可能性，這的確是一個經(jīng)常被媒體高調報道的應用。但是，應該承認，這種應用仍然面臨較大的后勤和監(jiān)管障礙。商用無人機越來越多種多樣，其應用范圍不斷擴大，而且遠遠超出了交付貨物這個潛在市場。

測繪和檢查 - 設施管理人員正在轉而使用無人機執(zhí)行檢查屋頂、手機信號塔、海上平臺、太陽能電池板、風力渦輪機、石油和天然氣管道、電力線、鐵路、公路和橋梁等任務。使用配備高清或紅外成像傳感器的攝像頭能夠提高安全性和效率，現(xiàn)場勘測和施工規(guī)劃也受益于配備LIDAR傳感器的無人機，可以對建筑工地進行精確到厘米級的繪圖。考古學家在研究可能的挖掘地點時，也不再需要依賴輕型飛機或呆板的衛(wèi)星圖像，無人機可使他們獲得高質量的近距離圖像，因此可以更好地規(guī)劃挖掘地點，節(jié)省現(xiàn)場工作時間。此外，在有新的發(fā)現(xiàn)時，圖像還可用于記錄這些發(fā)現(xiàn)。

農(nóng)業(yè)和基礎設施 - 農(nóng)業(yè)正在率先使用無人機技術來提高產(chǎn)量、節(jié)省時間和降低成本，使用網(wǎng)狀的無人機群可以實現(xiàn)播種、施肥和滅蟲，也可用于監(jiān)測農(nóng)作物或牲畜。無人機的另一個新興用途是提供機載無線接入點，這可能在某些情況下非常有用，包括救災重建、大量人員參加的現(xiàn)場音樂會或體育賽事、以及在世界某些欠發(fā)達地區(qū)，如果安裝傳統(tǒng)電信基礎設施，其成本會非常高。

緊急情況和醫(yī)療救助 - 無人機已經(jīng)部署在缺乏足夠醫(yī)療設施的國家和地區(qū)，能夠為偏遠地區(qū)的受害者提供救生藥物、輸血和專用醫(yī)療設備。與此同時，美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)已經(jīng)開始批準在美國提供此類服務，最初的目標是為農(nóng)村或偏遠地區(qū)提供幫助。搜救行動也在使用無人機，不僅可以找到失蹤的人員，還可以在救援人員到達之前為他們提供必要的物資(如食物、水、急救箱和通訊設備等等)。無人機同樣也在被用于消防(包括采用特殊的材料和設計以抵抗高溫)，用無人機來承擔探索任務能夠降低安全風險，使人們能夠專注于救援受害者和遏制火災本身等更重要的活動。借助于高度計、激光掃描儀和慣性管理單元(IMU)等工具，無人機能夠更好地在GPS信號不好的建筑物內安全地飛行。

體育和娛樂 - 無人機比賽聯(lián)盟(Drone Racing League)最近就新比賽的直播與電視網(wǎng)絡達成多年的協(xié)議。無人機參賽選手本身就具有傳統(tǒng)體育中不常見的廣泛多樣化，能夠幫助無人機比賽打破地理障礙，并可更吸引年輕觀眾，這對于傳統(tǒng)媒體吸引和保持用戶群至關重要。無人機還可在SPAXEL“空間像素”系統(tǒng)中被用作煙花/煙火的替代方案，帶有LED照明系統(tǒng)的無人機群可以動態(tài)地組合成美麗和自然的空中炫光顯示器。

無人機開發(fā)平臺

范圍廣泛且數(shù)量巨大的無人機應用正在增大針對特定用例的定制化功能需求。目前市場具有多種多樣的無人機開發(fā)平臺，可幫助設計工程師在最大限度地縮短產(chǎn)品上市時間，集成經(jīng)過驗證的專業(yè)級功能，以及實現(xiàn)最大的可配置性和定制功能等幾個方面實現(xiàn)最佳平衡。

意法半導體的STEVAL-FCU001V1評估板是一款緊湊型飛行控制器單元(FCU)，適用于中小型四軸無人機設計(使用有刷或無刷直流電機)。該FCU具備可擴展能力，且非常高效，可提供樣本固件來加速產(chǎn)品開發(fā)，幫助設計人員在飛行條件下評估IMU傳感器的性能。該板采用32位微控制器，可用標準的外部RF遙控器，或通過智能手機/平板電腦用藍牙技術進行控制。它還包括一個電池充電器芯片，一個帶低功率數(shù)字加速度計和陀螺儀的慣性模塊，以及一個嵌入式磁力計和壓力傳感器以支持3D導航應用。該板具備SWD、I2C和USART連接器，可用于固件開發(fā)和調試，并支持其他外部傳感器或RF模塊。

圖1：意法半導體的STEVAL-FCU001V1評估板。

DFRobot UAV V3開發(fā)平臺配備了16位DCS、3軸加速度計和雙軸陀螺儀，它本身可用于開發(fā)3軸IMU控制器，如果增加一個GPS接收器，可以構成一個基本的無人機控制器。該平臺帶有自檢軟件，可由此開發(fā)自己的控制和導航固件。它還提供功能齊全的開源自動駕駛固件。

英特爾的Aero無人機平臺為設計人員提供了一個完整的平臺，它針對智能無人機應用集成了傳感器、計算和通信技術。為了方便商用無人機開發(fā)人員、大學研究人員和學生構建復雜的無人機應用，Aero Ready-to-Fly無人機組件是一款完全組裝好，且經(jīng)過飛行測試的四軸無人機，其目的是快速實現(xiàn)無人機的應用飛行。該平臺采用功能強大的Aero計算板(Aero Compute Board)構建，具有英特爾的實感(RealSense)深度和視覺功能(使開發(fā)人員能夠開發(fā)規(guī)避碰撞等高級算法)，并可運行開源Linux操作系統(tǒng)。 PX4自動航行(PX4 Autopilot)軟件預裝在FCU上(具有32位微控制器、IMU、磁力計和高度傳感器)，能夠提供開源、功能齊全的飛行堆棧(stack)。開發(fā)人員還可通過將Aero Compute Board的計算、存儲、通信和靈活的I/O功能與三攝像頭Vision Accessory Kit (視覺配件套件)，以及Enclosure Kit(外殼套件)等組合使用，來構建自己的無人機。Enclosure Kit是一種兩件式塑料包裝件，設計用于容納兩個組件，具有安裝功能，可輕松安裝到大多數(shù)無人機機身。

圖2：英特爾的Aero UAV平臺。