無人機(jī)作為當(dāng)下最火的電子技術(shù)應(yīng)用之一，已在航拍、快遞、災(zāi)后搜救、數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。據(jù)數(shù)據(jù)分析，2013-2022年，我國民用無人機(jī)需求總額將由2013年0.5億美元增至2022年2.8億美元，需求總額將達(dá)到14億美元，約占十年無人機(jī)需求總額的10.4%，十年復(fù)合增長21%，無人機(jī)的市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

國產(chǎn)無人機(jī)穩(wěn)扎穩(wěn)打引領(lǐng)全球市場熱潮

盡管國際上眾多巨頭紛紛布局無人機(jī)行業(yè)，但在民用消費(fèi)型無人機(jī)這一快速成長的市場，國內(nèi)企業(yè)無論在技術(shù)還是銷量上都略勝一籌，并且不斷占據(jù)著絕對的主導(dǎo)地位。以大疆創(chuàng)新、零度智控、億航科技、臻迪智能等著名無人機(jī)廠商為代表的國內(nèi)消費(fèi)級(jí)無人機(jī)企業(yè)近年來正飛速發(fā)展，在規(guī)模上已遠(yuǎn)超國外企業(yè)。而他們在該領(lǐng)域的突破主要依賴于我國在民用小型無人機(jī)硬件上的成本優(yōu)勢和技術(shù)上的先發(fā)優(yōu)勢。

借助于國內(nèi)完善的電子元器件供應(yīng)鏈，國內(nèi)無人機(jī)企業(yè)能夠以較低的成本生產(chǎn)和銷售產(chǎn)品。國內(nèi)諸如大疆、零度智控等這樣的企業(yè)大都發(fā)源于高校及軍事院所，在技術(shù)上具有較多的儲(chǔ)備，加上國內(nèi)企業(yè)相關(guān)軟件和算法技術(shù)的儲(chǔ)備，企業(yè)獲得了先發(fā)優(yōu)勢，在技術(shù)上領(lǐng)先國外企業(yè)，迅速在全球無人機(jī)市場占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。

機(jī)身性能要求高復(fù)合材料成致勝法寶

無人機(jī)機(jī)身是搭建無人機(jī)平臺(tái)的重要部分。據(jù)了解，現(xiàn)在國外無人機(jī)無一例外地大量使用了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，有些甚至是全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。以復(fù)合材料為核心的無人機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì)/制造技術(shù)是影響無人機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，應(yīng)用于無人機(jī)的復(fù)合材料主要融合了碳纖維、玻璃纖維以及樹脂三大基礎(chǔ)材料，雖然其不能夠像金屬結(jié)構(gòu)件那樣得到精確的幾何或構(gòu)型尺寸，但相比傳統(tǒng)金屬材料，復(fù)合材料擁有強(qiáng)度和剛度高、熱膨脹系數(shù)小、抗疲勞能力和抗振能力強(qiáng)等絕對優(yōu)勢，而且應(yīng)用于無人機(jī)結(jié)構(gòu)中可以減重25%-30%。

當(dāng)前，復(fù)合材料在無人機(jī)領(lǐng)域已成為主要結(jié)構(gòu)材料，具有更好的結(jié)構(gòu)剛性及工作穩(wěn)定性，整個(gè)系統(tǒng)高度集成化的設(shè)計(jì)，使安裝調(diào)試工作變得更加簡單快捷，中心架具有更大的可用空間，方便安裝及內(nèi)置各類航拍輔助設(shè)備，使航拍系統(tǒng)擁有更強(qiáng)的美感。將復(fù)合材料直接應(yīng)用于無人機(jī)結(jié)構(gòu)上，對減輕空機(jī)身重量、增加有效載荷、提高安全性和隱身性具有重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上各種先進(jìn)無人機(jī)的復(fù)合材料用量一般占機(jī)體結(jié)構(gòu)總重的60%-80%，復(fù)合材料的總用量可達(dá)90%以上。在全球無人機(jī)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的今天，基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)也應(yīng)伺機(jī)而動(dòng)。

三大部件齊發(fā)力電池成“中堅(jiān)力量”

說道無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，就不得不提及其三大重要組成部分：電機(jī)、電調(diào)和電池。電機(jī)主要為無人機(jī)的旋翼提供機(jī)械動(dòng)力源，而電調(diào)的作用就是將飛控板的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯拇笮?，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而電池理所當(dāng)然就成為提供這一切運(yùn)動(dòng)的電力來源，是無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的“中堅(jiān)力量”。

而目前的主流無人機(jī)產(chǎn)品當(dāng)中主要使用的都是鋰電池，隨著無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的逐步拓寬和市場份額的不斷增長，這一“新藍(lán)海市場”極大的帶動(dòng)了鋰電池產(chǎn)業(yè)的需求增長。在市場的進(jìn)一步成熟和鋰電池技術(shù)的不斷發(fā)展下，無人機(jī)鋰電池勢必將成為推動(dòng)消費(fèi)類鋰電池市場快速增長的亮點(diǎn)。相比于普通電池，無人機(jī)電池的使用工況和環(huán)境更為復(fù)雜，還需要滿足一定的功能需求，所以對鋰電池的要求也就更高，一般的高倍率電池難以滿足無人機(jī)的使用性能。無人機(jī)鋰電池要滿足在3C(25℃)倍率放電的過程中，續(xù)航20分鐘，循環(huán)達(dá)到300次，還需要滿足潮濕、高溫、高壓等不同條件下的穩(wěn)定性。

由于電池成為之前多起無人機(jī)爆炸、起火事件的罪魁禍?zhǔn)?，廣東質(zhì)檢院提出了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并由大疆科技、ATL、欣旺達(dá)、深圳標(biāo)準(zhǔn)院、豐江電池、海盈科技、天貿(mào)電池、格瑞普、迪比科、深圳巴倫等公司參與聯(lián)合起草的《無人飛行器鋰離子電池及電池組技術(shù)要求》在今年6月已正式發(fā)布。初衷在于規(guī)范行業(yè)發(fā)展，保障消費(fèi)者安全，避免惡性競爭，提高中國企業(yè)進(jìn)入國際市場的競爭力，可見鋰電池產(chǎn)業(yè)對于無人機(jī)行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展還是至關(guān)重要的一環(huán)。

飛控系統(tǒng)：群雄逐鹿，競爭激烈

飛控之于無人機(jī)，就相當(dāng)于大腦之于人，是非常核心的部件。除了控制電池、攝像頭以及連接遙控外，飛控最重要的功能是分析傳感器數(shù)據(jù)并控制飛行姿態(tài)。也就是說無人機(jī)的飛行安全與性能表現(xiàn)，絕大部分依靠飛控。而目前國內(nèi)飛控系統(tǒng)領(lǐng)域活躍著大疆、上海極翼、賽維智能、零度智控、普洛特UP-X以及極飛科技等無人機(jī)主流廠商，各自投入無人機(jī)產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域的同時(shí)，對于飛控系統(tǒng)的講究也各有特色。

1、大疆：雙傳感契合，雙目立體保證精準(zhǔn)懸停

就拿大疆最近新發(fā)布的一款無人機(jī)Mavic為例，Mavic的飛控系統(tǒng)優(yōu)勢是采用了慣性測量單元(IMU)和指南針這兩大核心傳感器的冗余備份設(shè)計(jì)。讓兩套傳感器同時(shí)運(yùn)行，并且受到故障診斷系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)工作異常就會(huì)自動(dòng)切換至另一套傳感器繼續(xù)工作。而目前傳感器失效是無人機(jī)的重要安全威脅之一，Mavic配備了兩套IMU和指南針傳感器，在一組傳感器出現(xiàn)異常時(shí)，備用傳感器馬上介入，保障飛行平穩(wěn)可靠。

除此之外，基于GPS的定位技術(shù)只能在戶外空曠環(huán)境下實(shí)現(xiàn)飛行器懸停定位功能，一旦飛行器靠近建筑或者其他遮擋GPS信號(hào)的環(huán)境時(shí)，便無法定位從而產(chǎn)生飛行漂移。而Mavic采用了雙目立體視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)或無GPS信號(hào)下的精準(zhǔn)懸停。

2、上海極翼：精進(jìn)算法，提升減震

上海極翼在市場主流飛控p2、p2pro基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)，p2飛控內(nèi)置了USB模塊分離成單獨(dú)模塊，讓使用者操作更方便;而p2pro更改了外形顏色及設(shè)計(jì)的同時(shí)，還精進(jìn)了算法，新增了慣性測量單元(IMU)的減震方式。除此之外，p2和pro都新增了手機(jī)地面站功能，同時(shí)支持安卓和ios手機(jī)系統(tǒng)，只需用手機(jī)就可以直接操控?zé)o人機(jī)，應(yīng)用更加便利，將給用戶帶來更多飛行樂趣。

3、零度智控：精簡結(jié)構(gòu)與獨(dú)立控制并行

零度智控?fù)碛袃煽顭o人機(jī)飛控產(chǎn)品：“X4-V2”和國內(nèi)首個(gè)雙余度飛控“雙子星(GEMINI)”?！癤4-V2”采用創(chuàng)新的All-in-One設(shè)計(jì)理念，將控制器、3軸陀螺儀，3軸加速度計(jì)、氣壓計(jì)和內(nèi)減震器等集成在一個(gè)精煉的模塊中，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)姿態(tài)、鎖定高度等飛行控制功能，具備安裝便捷，空間節(jié)減，重量縮減的顯著特點(diǎn)。

而“雙子星(GEMINI)”作為國內(nèi)首個(gè)雙余度安全飛行控制系統(tǒng)，其集成了兩套獨(dú)立工作的MC(內(nèi)置IMU)、GPS、磁羅盤，當(dāng)主控設(shè)備出現(xiàn)意外時(shí)熱備的從控設(shè)備會(huì)自動(dòng)接管對飛行器的控制，提供多重安全保障。支持零度安全傘，意外情況自動(dòng)開傘，保障飛行作業(yè)極致安全。不過，據(jù)編者了解，目前這兩款飛控產(chǎn)品已經(jīng)暫停零售。

4、極飛科技：協(xié)同工作斷電保護(hù)，工業(yè)級(jí)器件更穩(wěn)定

極飛科技主打農(nóng)業(yè)無人機(jī)系統(tǒng)，其SUPERX2飛行控制器采用了工業(yè)級(jí)元器件、傳感器，耐極端環(huán)境。支持熱插拔，雙電源協(xié)同工作，寬電壓輸入，內(nèi)置UPS斷電保護(hù)，兼容植保行業(yè)主流的4、6、8軸飛行器，同時(shí)采用了工業(yè)級(jí)陀螺儀，支持電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋，支持全程自主飛行控制，確保無人機(jī)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的飛行。

云臺(tái)：二軸漸隱退，三軸成主流

作為發(fā)揮航拍無人機(jī)最終能力的樞紐，云臺(tái)的好壞逐漸成為消費(fèi)者判斷無人機(jī)拍攝能力的關(guān)鍵點(diǎn)。云臺(tái)是安裝在無人機(jī)上用來掛載相機(jī)的機(jī)械構(gòu)件，看似一個(gè)默默無聞的部件，然而對于穩(wěn)定航拍來說卻起著非常大的作用。

目前，三軸增穩(wěn)云臺(tái)和兩軸增穩(wěn)云臺(tái)是目前市場上最為常見的兩種云臺(tái)設(shè)備。其中，三軸穩(wěn)定航拍云臺(tái)由于其對航拍時(shí)的畫面有全方位的穩(wěn)定控制，保證畫面清晰穩(wěn)定的優(yōu)勢，日漸成為主流航拍無人機(jī)廠商的首選，現(xiàn)在主流航拍無人機(jī)所采用的航拍防抖云臺(tái)，如：億航GhostDrone2.0、零度XPLORER、大疆Phantom3都使用了3軸航拍穩(wěn)定器;但其缺點(diǎn)是工程造價(jià)較貴，由于電機(jī)控制，所以相對會(huì)耗電，降低航拍的續(xù)航時(shí)間。例如大疆在最近發(fā)布的Mavic上的標(biāo)配就是小巧的三軸機(jī)械云臺(tái)，其最寬處僅為36.5mm，三個(gè)維度上都配備了無刷電機(jī)，對相機(jī)的角度進(jìn)行高精度控制，根據(jù)飛行姿態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整方向消除相機(jī)的晃動(dòng)和抖動(dòng)，時(shí)刻保證拍攝畫面的穩(wěn)定。

相比三軸增穩(wěn)云臺(tái)，兩軸云臺(tái)就沒有那么吸引人了。事實(shí)上，兩軸增穩(wěn)云臺(tái)是三軸云臺(tái)的縮減版，由于其能夠大幅降低成本，同時(shí)也能省去垂直方向上的穩(wěn)定補(bǔ)償，對耗電也會(huì)有所幫助，因此被市場上一些定位在低端產(chǎn)品的無人機(jī)所大量采用。不過，隨著無人機(jī)行業(yè)整體水平的逐漸提高，兩軸云臺(tái)也日漸隱退。

圖傳系統(tǒng)：發(fā)展迅速，百家爭鳴

作為無人機(jī)的圖像顯示模塊，無人機(jī)圖像傳輸系統(tǒng)的功能就是將天空中處于飛行狀態(tài)的無人機(jī)所拍攝的畫面實(shí)時(shí)穩(wěn)定的發(fā)射給地面無線圖傳遙控接收設(shè)備，其主要由發(fā)射端、接收端和顯示端三部分組成。而圖像傳輸距離的遠(yuǎn)近，圖像傳輸質(zhì)量的好壞，圖像傳輸?shù)姆€(wěn)定性等是衡量無人機(jī)圖傳性能的重要因素，同時(shí)圖像傳輸系統(tǒng)的性能也是區(qū)分無人機(jī)檔次的一個(gè)關(guān)鍵。

無人機(jī)之所以能夠一躍進(jìn)入大眾視野并迅速在大眾市場火熱發(fā)展，是很多人始料未及的。從剛開始的空中攝錄，到后來的實(shí)時(shí)攝錄，方便的圖像傳輸功能無疑為無人機(jī)加足了籌碼，賺足了眼球。如今，無人機(jī)市場逐漸爆發(fā)，越來越多的產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)也都開始在這一新興市場發(fā)力，也形成了一種“百家爭鳴”的態(tài)勢。

主控芯片：多家芯片廠商競合無人機(jī)產(chǎn)業(yè)大熱

隨著近年來無人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)、物流等其他應(yīng)用場景下的需求被不斷發(fā)掘，一次足以席卷產(chǎn)業(yè)上下游的狂熱隨之而來，這自然也少不了其最核心的無人機(jī)芯片領(lǐng)域。為了搶占高地，各大芯片廠商也開始了一場場“戰(zhàn)火紛飛”的無人機(jī)芯片市場爭霸賽。

而目前，主流的無人機(jī)主控芯片廠家有高通(Qualcomm)、Intel(英特爾)、ST(意法半導(dǎo)體)、TI(德州儀器)、SamSung(三星)、全志等等。遍觀無人機(jī)市場的上游芯片供應(yīng)商，尤其是主控芯片，仍然是以歐美韓系廠商為主導(dǎo)，這與我國半導(dǎo)體及芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是息息相關(guān)的。