无人机作为新时代极具代表性的科技产品,其应用前景广阔,市场价值有目共睹。随着无人机在消费场景与工业场景下的应用快速渗透,中国迅速成为无人机制造和技术强国。其中,无人机在工业领域的应用降本增效表现突出,中国工业无人机市场发展潜力巨大,逐渐成为全球无人机行业的重要板块之一。
定义及分类
无人机是航空器的一种,是随着通信技术、信息处理技术、传感器技术等发展起来的技术产物。航空器是依靠空气的反作用力,而不是靠空气对地(或水)面的反作用力进行飞行的一种飞行器,常见的航空器包括飞机、直升机、滑翔机、飞艇等。根据中国民用航空局(以下简称“民航局”)发布的《民用无人机驾驶员管理规定(征求意见稿)》,无人机是由控制站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器,其主要特征包含无人驾驶、远程操控、超视距飞行、执行指定任务等。
无人机通常可以进一步划分为军用无人机与民用无人机两大类。军用无人机是指用于执行军事任务的无人机,其隐蔽性强,可降低人员伤亡率、节省训练费用,非常适合用于完成高风险性的军事活动。而民用无人机是指用于执行军事任务以外的无人机。
根据下游用户的类型,民用无人机又可分为消费级与工业无人机两种类别。消费级无人机主要满足普通消费者对航拍及娱乐的需求,操作便利性较好,售价主要集中在3千元人民币至1万元人民币的区间。工业无人机(亦称为商用级无人机或行业级无人机)主要用于协同或代替人工完成多种商业领域的任务,其通常搭载为完成作业飞行活动的装置或设备。目前工业无人机的应用场景包括测绘与地理信息、安防监控、巡检、应急、农林植保等专业领域。
中国民用无人机市场规模全球占比过半,领先地位愈发凸显
中国民用无人机行业市场规模,2016-2026预测

来源:沙利文分析
2021年中国民用无人机在全球范围内领先地位明显,国内市场规模达769.8亿元人民币,约占全球民用无人机市场规模的56.7%。
这主要得益于以下几个原因:
1)中国的国土面积大、城镇数量多,对无人机提供的相关服务产生了巨大的需求。例如,中国作为农业大国,每年需进行大量的农业植保作业,但随着中国城镇化率的提升,农村劳动力形成短缺,对无人机提供的机械化作业服务需求更高;
2)中国正加速融合智慧城市的理念,作为人口密集程度较高的国家,对利用无人机等技术来提升城市管理、安全、交通、能源、环境水平的需求更高;
3)中国消费级无人机有着优异的性能和高性价比,而大疆的产品已在消费级市场上形成了绝对竞争优势。
预计未来5年,中国民用无人机行业市场规模将以36.5%的年复合增长率增长至2026年的3,643.5亿元人民币。
消费级无人机市场日趋饱和,预计未来五年年均增长率仅约10%
中国消费级无人机行业市场规模,2016-2026预测

来源:沙利文分析
根据谷歌的全球实时数据来看,消费级无人机在疫情期间并未受到较大影响。
中国消费级无人机行业市场规模从2016年的155.0亿元增长至2021年的388.1亿元,年复合增长率为20.2%,预计至2026年可达到624.9亿元的市场规模。
随着产品价格下降,产业链不断完善,无人机厂商提供的物美价廉产品不断为市场注入购买新动能。C端消费者购买消费级无人机的门槛大大降低,这也刺激了消费者的购买欲望。但整体来看,消费级无人机市场还是日趋饱和的态势,因此预计未来五年中国消费级无人机行业市场规模将以年复合增长率10.0%的速度稳步增长。
无人机在工业领域应用降本增效表现突出,年均增长率超50%
中国工业无人机行业市场规模,2016-2026预测

来源:沙利文分析
相比之下,中国工业级无人机行业市场规模从2016年的43.0亿元已增长至2021年的381.8亿元,年复合增长率为54.7%,预计至2026年可达到3,018.5亿元的市场规模。
中国工业无人机的市场发展潜力巨大,逐渐成为全球无人机行业的重要板块之一。
从供给端来看,在工业应用场景下,无人机企业持续对各机型进行改良,如让机体搭载定制化的载荷,赋予其红外探测、雷达扫描、农药喷洒、扬声、监测等能力,以拓展无人机的工业应用版图。
从需求端来看,在工业场景下,无人机可部分代替人工执行任务,带来降本增效的优势。以电力巡检为例,由于巡检的范围广、巡视量大,且电线所处地形环境复杂的原因,人工巡检的效率较低,容易导致巡检工作不到位等问题。而无人机能在复杂的地形环境下执行任务,巡检效率可达人工巡检的3-5倍,更可提前侦查出电线问题,防患于未然。目前,国家电网及南方电网都已购入大量无人机来执行巡检任务,并逐步提高机巡的比例。
此外,疫情对工业无人机产生了正面影响,疫情带来的“无接触”经济也间接推动了工业无人机的发展。疫情期间,工业无人机协助疫情管控,进行消杀作业、宣传喊话以及医疗物资/生活物资配送等工作。

来源:摄图网
工业无人机行业技术趋势
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云计算与云端AI助力工业无人机的智能化发展
目前,无人机主要以视距内(无人机处于驾驶员或观测员目视视距内半径500米,相对高度低于120米)以及超视距(在不使用摄像机、望远镜或其他视觉辅助可直观地观察到无人机的最远距离)运行两种,但都需要人员观看无人机回传的实时视频进行控制。而工业无人机常常用于复杂的工作环境,人工操控稍有延迟就容易发生撞机事件。
另一方面,国家与社会对无人机的飞行安全等问题日益关注,因此对无人机的飞行动态,包括飞行轨迹、高度、速度等信息的追踪十分重要,这对无人机的自主决策能力提出了更高要求。云计算平台可以为工业无人机行业提供安全的数据存储、计算服务,是无人机实现智能化的重要因素。
在云计算的协助下:1)无人机的飞行数据可被实时录入云计算平台,实现对无人机的追踪、监控与管理;2)云端的AI可代替人工观看视频控制无人机,判断并避让周围的障碍物;3)云端AI还可实时监测无人机的作业情况,对飞行路径、任务载荷系统等进行自主规划,进一步解放人力。
例如,在农林植保场景下,无人机可根据探测到的农田信息,实时规划及修改施肥、喷洒农药的路径及用药量,让植保环节走向自动化,减少对飞手的依赖,降低农民学习及作业成本;无人机在山区巡检时,可自动识别并规避障碍物,降低碰撞的风险。
目前,行业已有部分玩家开始将云计算的能力整合至工业无人机解决方案中。在2018年,大疆创新宣布与微软达成战略合作,旨在充分发挥微软的云计算与人工智能优势,为农业、建筑、公共安全等垂直行业的用户开发更丰富、更智能的无人机解决方案:大疆创新的开发者可以利用微软的Azure开发、训练图像识别等人工智能模型,赋予工业无人机在巡检场景中自动识别异物覆盖的能力;大疆创新无人机借助微软农业云端解决方案FarmBeats,对从空中和地面收集到的温度、湿度、光线等数据进行汇总、分析,生成实时的图片信息,帮助农民观察农作物生长情况及农害等问题。
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5G赋能联网无人机的发展
5G具有超低延时、超大带宽、超高可靠性的特点,相比4G拥有广覆盖、海量连接等优势。目前,已有部分无人机应用在4G网络通信的支持下运行,但受带宽、时延、干扰的影响较大。
随着5G商业化进程的发展,新一代移动通信网络将解决无人机行业应用里遇到的通信问题,赋予无人机超高清图传、超低时延数据传输、超视距飞行、异地控制等能力。例如在电力巡检场景下,5G将采集到的视频数据推送到指定的业务服务器上,实现更清晰、更流畅的影像观看体验。
目前,行业内的头部玩家已经将5G纳入战略发展方向。例如,2019年4月,成都纵横联合中国移动(成都)产业研究院、华为在“5G网联无人机”行业峰会上发布了全球首款5G网联无人机,签署了战略合作协议,并倡议发起成立“5G网联无人机”联盟,共同打造网联无人机垂直领域的新行业生态。
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多载荷集成的无人机将会成为未来的常态
机载平台因为搭载的任务载荷比较单一,所以只能完成特定的功能。但是,与消费无人机不同,工业无人机执行的任务越来越多,仅搭载普通小型摄像头无法满足其在测绘、巡检、农林植保的任务执行能力。其次,无人机的任务载荷重量更是影响续航时长的重要因素之一。
如何将多种载荷与无人机更好地集成,以更小更经济的平台来执行任务是行业研究的主要方向。载荷的小型化将从两个方面实现:一是载荷平台的小型化,微型特种电机、微型传感器以及轻量化结构材料的研制将是主要方向;二是载荷自身的小型化,则需要靠器件(如光电传感器)体积的减小、采用专用集成电路等方式。


