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植保无人机横空出世 精准农业呼之欲来

政府采购信息网  作者:钱童心、江旋、王思琪  发布于:2016-02-29 10:15:35  来源:第一财经日报

   编者按:消费级无人机被唱衰,喷洒农药的植保无人机横空出世,给无人机再添一把火,精准农业呼之欲来。

 
植保无人机横空出世 精准农业呼之欲来
植保无人机横空出世 精准农业呼之欲来
 
  【工业级无人机 酝酿爆发】
 
  无人机续航里程问题有了新突破。
 
  今年初,国内首款7×24小时的长航时高机动性X8多旋翼无人机在上海创智科技中心发布。这款名为“Skyhook天钩100”的无人机,采用非常规的地面电力输送系统支持无人机空中不间断飞行,可搭载可见光变焦摄像机、红外摄像机、机载雷达和通信天线等各种载荷,完成安保监控、应急抢险、交通管制等任务,这是目前市场上电子消费级无人机无法实现的功能。
 
  天钩100是由中国工业设计研究院和上海翰动浩翔航空科技公司(下称“翰动浩翔”)联合研制,将于今年完成量产,业内人士预计售价或在10万元人民币。目前已有公安和林业等部门有订购意向。
 
  伴随着天钩100的出现,分析人士称,属于大疆和Parrot的寡头垄断的日子也许屈指可数。
 
  续航能力突破
 
  此前,阻止无人机场景应用的最大障碍是续航能力。天钩100实现了不间断飞行。翰动浩翔CEO陈光文介绍,与一般消费级别无人机使用电池不同,天钩100运用的是地面的一套供电设备,配备电力输送系统、通信信号以及一根受力纤维制成的电缆,可以与地面的汽车等固定装置相连接,保证了无人机移动的、不间断作业。
 
  市场人士认为,天钩100的出现或许会改变无人机市场的格局。国海证券无人机行业分析师冯胜对《第一财经日报》记者表示:“消费级无人机市场已由盛转衰,估值过高,只见投资不见产出。而工业级别的无人机技术又没有跟上,资本真正需要推动的是无人机的技术。”
 
  美国咨询公司Dronelife.com的分析师安德鲁-阿马托也对记者表示:“大疆的致命弱点在于飞行时长,这极大地限制了大疆主导市场的能力。只要有一家厂商生产出比它续航能力强的无人机,哪怕是能飞行一小时,也会改变市场格局。”
 
  在解决了续航能力之后,另一个主要问题就是无人机的感知和识别。
 
  实现无人机的感知和识别,一般有三种方法,第一是依靠额外的传感器,也就是雷达,无人机很难在无人监督的情况下在共享空域安全飞行。第二是通过摄像功能进行实时识别物体,这需要很强的计算能力。还有一种方法是传统的计算机算法,前提是计算机事先被高精的算法设计为识别和逃避威胁,并且能够理解物体在移动时如何能被摄像头识别。天钩100是通过搭载不同的设备,比如红外线摄像机和激光雷达3D扫描现场地形,根据传回的图像做出数据分析。
 
  但是不管是哪种方法,关键是让无人机能够理解他们的环境,即使这种应用场景十分有限,也会变得很有用。比如他们可以识别出霜冻的路面上是否有坑。
 
  应用场景多元化
 
  陈光文介绍说,下一步公司将研究如何根据不同的应用场景,搭载不同载荷,完成不同的任务。比如在目前自动化率比较低的林业,就可以使用无人机24小时不间断地巡航,省去人力成本。
 
  长期从事“低慢小”探测与拦截研究的公安部第三研究所副研究员唐前进对记者表示,公安机关领导决策指挥时,现场的实时画面十分关键,无人机能在最短时间内把事发现场的视频传回指挥中心是最具有价值的行业应用。此外,无人机可以代替直升机作业,省下不少成本,能满足派出所级的需求。
 
  无人机近年来在反恐处突、缉私禁毒、交通疏导、消费救援等公安工作中已得到初步应用,采购的数量也快速增加,2014年全国公安机关单位购置60余架,到2015年第三季度,全国公安机关采购数量超过300架,增长6倍。
 
  无人机从民用向商业领域发展的速度之快令人瞠目。
 
  消费级无人机领域的大疆也正在向工业级进发。在主导全球消费级无人机市场后,大疆去年11月宣布推出一款用于农业浇灌的无人机,价值高达15000美元。
 
  大疆表示,无人机的灌溉效率比传统人工灌溉要高出40倍,使用微波雷达,无人机能够实时扫描下方地面,保持合适的距离,控制浇灌的液体量。它每秒能飞8米,将液体均匀覆盖于作物上,能在全自动、半自动和手动操作模式中随意切换,并兼具防尘性、耐水性和抗腐蚀性,而且可以折叠。
 
  除了农业以外,专业级的无人机还能在传统的地理学方面有所应用。比如,监测风化作用,观察河流和冰川的变化,考古学家和历史学家也在利用装载普通数码相机的无人机进行3D建模,还原古代建筑遗址的场景。
 
  无人机的广泛应用也带来了新的问题。唐前进告诉记者,无人机是典型的低空慢速小目标,具有管控难、侦测难、处置难的特点,针对无人机的防控是一个世界性难题。利用无人机非法拍摄、投递毒品等屡见不鲜。这些安全因素如何规范,尚待观察。
 
  【争抢18亿亩 农业植保蛋糕】
 
  目前,国内约有300家至400家的民用无人机企业,市场人士预测,目前全球民用无人机已形成约1000亿美元市场规模,国内民用无人机需求将在未来20年达到460亿元
 
  在广袤无边的农田上,一架载着农药的无人机腾空而起,不到一小时工夫,数十亩农田的农药喷洒工作已经完成。如今,这样的景象在一些农业大省非常普遍。
 
  中国巨大的农业需求对无人机公司来说,是一块香甜的蛋糕。无人机制造者们看到,基于行业解决方案的应用更加有前景。
 
  无人机在工业上的应用被越来越重视,不过,和消费级(商用)无人机市场的热闹景象相比,工业级(民用)无人机仍然略显冷清,刚刚起步的技术、不稳定的回报空间,都让资本和市场保持谨慎。
 
  从农业起步
 
  按照功能不同,无人机行业可分为军用、商用和民用,好玩的商用无人机无疑占据着最广大的市场。正如你看到的,送戒指、送快递、航拍等等,这些都是商用无人机可以干的活儿。大众对于民用和军用无人机则相对陌生,不过,在一些从业者眼中,它们可能才是未来无人机中的“尖货”。
 
  1983年出生的王伟在这个行业里已经十年了。从北京理工大学自动化专业毕业后,他的工作始终围绕无人机,研究过无人机发动机、飞控系统,也在兵工企业从事过无人平台的研发。
 
  现在,王伟和他的北京航景创新科技有限公司是新疆维吾尔自治区农业植保无人机大军中的一员,此前,他的无人机做过测绘、航空物探、电网巡线等,而现在,他的主要精力是农业应用。
 
  这是一个普遍的现象,民用无人机的行业应用目前多数是在农业上。这既缘于中国18亿亩耕地巨大的农业植保需求,同时也因为农业无人机的技术是其他领域应用的基础。
 
  王伟告诉记者,几乎所有生产农业无人机的公司都在往新疆市场上挤,但稳定性和效率上很少有产品能满足当地的需求。
 
  对于无人机来说,载荷量是一个非常考验技术的指标。在农林植保的应用上,大多数电动力无人农用机实际载药量不到10公斤,每架次的喷洒量不超过20亩;油动力的无人机可以增加载荷量,但需要较高的操控水平。北京航景创新科技有限公司的产品属于后者,王伟透露,今年要交付的订单约70架,合同销售额已经达到6000万元左右。
 
  尽管商用无人机很热闹,但王伟似乎并无太多兴趣,他对记者表示:“无人机在民用上的技术指标是商用机远不能及的。”
 
  不过,商用机的从业者却不以为然,一些做商用无人机起家的公司也开始涉足这个领域。去年年末,深圳市大疆创新科技有限公司(下称“大疆”)发布了首款农用无人机MG-1,可载重10公斤,喷洒农药的销量是人工作业的40~60倍。
 
  商用机之后的蓝海?
 
  大疆把无人机的概念带热之后,行业便不断有大额融资消息传出。随后,腾讯、小米、阿里等国内互联网巨头纷纷入场。
 
  更多的创业者在默默寻找着机会。北京的臻迪科技、广州的极飞、深圳的智航等,这些公司都在押注民用无人机的爆发。去年年底时,湖北一家名为易瓦特的民用无人机公司挂牌新三板,正式将无人机概念带向二级市场。
 
  以农用无人机为例,数亿的生产成本投下去,能否在当季获得相应的回报率,受到自然环境等多重因素影响。记者了解到,一些农业大省已经在通过补贴的形式推动无人机在当地农业植保中的应用,但专业飞控人员的缺乏等原因也在制约其发展步伐。
 
  在经历了去年的火爆之后,无人机开始慢慢进入冷静期。
 
  “这个行业本来就应该很冷静,它的主推力不是资本而是技术。”王伟说道。
 
  相较于商用无人机,行业对于民用无人机的评价是,隐形而更加巨大的蓝海。
 
  截至去年年末的数据显示,中国无人机制造商在国际市场上份额已经达到70%。目前,国内约有300家至400家的民用无人机企业,市场人士预测,目前全球民用无人机已形成约1000亿美元市场规模,国内民用无人机需求将在未来20年达到460亿元。
 
  这的确是一个诱人的市场。但在王伟看来,无人机只是一个工具,“应该用它来解决传统行业中对常规业务的替换、优化和升级。”
 
  大负荷的无人机不仅可以应用在农业上,还有助于航空物探。由于很多地质环境是人无法进入的区域,这就需要借助无人机,在无人机上挂一个探线圈,探线圈释放射线探测地下的矿藏,线圈重达100公斤甚至数百公斤,价值也达到千万元,一般的小型无人机根本无法挂住。
 
  王伟说自己的思路是:以农业上的应用为基础,提升技术门槛,最终将这些技术应用到军用无人机的制造——“军贸才是这一行最赚钱的领域。”
 
  这个年轻的无人机“老兵”想做的事情还有很多,他对记者表示,未来想从设备向应用端渗透,“就像苹果公司一样,我们不仅仅要做无人机里的苹果手机,还要做‘APPstore’。对于无人机产业来说,飞机只是平台,行业应用场景才是无人机的价值所在。”
 
  【植保无人机未来: 精准农业更诱人】
 
  传统的人工防治“双秀稻”一年需喷洒5~6次农药,劳务费需要100元以上,小型直升机喷洒农药每亩油耗只需要0.5元,节省劳务成本近70%。而无人机不需油耗,灌溉20亩以上土地只需要十分钟左右。
 
  航拍让大众消费市场认识无人机,而在农用耕地植保领域,无人机也充当着重要角色。
 
  “(国内目前情况是)农耕作业加上耕地插秧收割全程都可以做成机械化的,但是唯有植保这块现在还非常依赖人力,喷肥、喷药。”广州天翔航空科技创始人朱秋阳告诉《第一财经日报》记者。
 
  中国18亿亩耕地巨大的农业植保需求,若按每亩10元/次的价格来估算,农药喷洒等植保防护无人机市场保守估计达到上百亿元。
 
  专业级无人机能够带来的商业价值不及消费级,对于研发者来说,除了技术,更多考虑的是如何探寻出有效的商业模式。
 
  植保现代化
 
  有专家计算出利用植保无人机喷洒农药,至少可以节约50%的农药使用量和99%的水量。
 
  传统的人工防治“双秀稻”一年需喷洒5~6次农药,劳务费需要100元以上,小型直升机喷洒农药每亩油耗只需要0.5元,节省劳务成本近70%。而无人机不需油耗,灌溉20亩以上土地只需要十分钟左右,并且针对性强,比直升机具有更大的优势。
 
  朱秋阳并不属于最早进入市场的拓荒者,与大部分的航天爱好者一样,其最初感兴趣的领域在无人机航拍,成立天翔航空最初是为了接一些大型的航拍业务。
 
  “原来团队就三个人,当时航拍有分工:飞行、云台手、地勤保障。”朱秋阳介绍道。随后,大疆推出Phamton1降低了无人机航拍的专业性,这使得朱秋阳不得不寻找别的出路。“2012年的时候,航拍市场逐渐大众化,(当时觉得)以后操控肯定越来越简单,准入门槛变低了,我们再干就很容易被追上遭淘汰。”
 
  虽然早知无人机能够在植保行业中运用,但由于商业价值不大,朱秋阳一开始并不看好这块市场。一直到大学同学向他提起农村里经常人力打农药造成休克死亡,朱秋阳才开始植保无人机的开发研制。
 
  过去植保无人机鲜少人问津,一个重要原因在于其价格成本较高,市面上,一台植保无人机售价少则5万元,多则高达10万元,对于产能不高的散户来说,是不必要的“奢侈品”。而随着土地使用权流转的松动,承包土地的种植户开始选择能提高效率的无人机。
 
  由于尚在起步阶段,植保无人机尚未有明确的商业模式。与大部分的植保无人机厂商一样,天翔也在探讨切实可行的商业模式。
 
  “目前我们主要针对合作社或者植保队等B端客户,由于前两年大家都做了很多市场教育性的工作,2016年大众接受度会好很多。”朱秋阳告诉记者。“植保队的老板也会算账,飞行器作业效率比人力要高,有这种眼光的人看中了这块市场。”
 
  数据为王
 
  对比消费类无人机,农用无人机由于载重较大,一般为六旋翼以上飞行器,体积也较消费级无人机大。由于需要载荷农药或者营养液等液体喷洒,其载重皆在10公斤以上才能保证其能灌溉多亩农田。
 
  一般来说,专业的农业植保分为前期测绘以及后期农药或者营养液的喷洒。在这些领域,无人机技术都能得到有效发挥,最大程度提高人力生产效率。
 
  以小麦来说,以往一个人一天能对20亩地进行农药喷洒,这样打完2000亩地需要100个人,而无人机起飞一次所喷洒面积就能达到20亩,并且能在10分钟以内完成。
 
  然而,植保无人机技术并不仅仅体现在农药喷洒上,前期的测绘监测以及打药过程中的田间数据采集能够更好地了解农作物生长情况。
 
  天翔航空在2013年推出了Skycam1200,这款固定翼的无人机需要通过发射起飞,按照事先规划的路径飞行,其机身上搭载的高清摄像头以及传感器,让其在飞行过程中能够对农作物进行清晰的图像拍摄扫描,完成田间测绘。
 
  “我们用Skycam搭载高光谱相机做作物的生长分析,在不同时期拍的照片,可以分析出作物缺乏什么元素。”朱秋阳说道。
 
  除此之外,另外一款农药喷洒无人机TXA-翔农也搭载了部分传感器,液压传感器、光照感应传感器等,在喷洒作业的同时完成田间数据采集。
 
  “我们的概念不仅是卖设备,还提供了一套完整解决方案,未来比较可能的模式是,我们自己做运营服务,通过飞机作业掌握更多的入口。”朱秋阳补充道,“这是未来精准农业的一个概念,必须通过一些现象发现农作物缺什么再去对其进行补充,发现这么一片地,缺什么,重点治疗,其他地方就以防治为主。”
 
  易观智库指出,除产品销售盈利之外,服务盈利是民用无人机行业重要的盈利模式。民用无人机本质上是会飞的传感器,最重要的一个功能便是采集数据。可以预见的是,在未来中国民用无人机行业的收入中,数据盈利的比重将会不断攀升。
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