中国民用无人机市场调研报告

1中国民用无人机市场调研报告1产品定义与调研范围1.1产品定义根据中国民用航空局飞行标准司规定：1）无人驾驶航空器（UA:unmannedaircraft），简称无人机，是一架由要空战管理（包括远程操纵控制或自主飞行）的航空器，也称遥控驾驶航空器。2）无人机系统（UAS：unmannedaircraftsystem），也称之为无人驾驶航空器系统，是指一架无人机、相关的遥控站、所需的智慧与管理链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。无人机全称“无人驾驶飞机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由计算机完全地或间歇地自主操作。本调研报告所指的无人机是指在空中替代人完成空中作业，实现远程操控，并将采集的数据回传至相应的服务器的空中机器人。本调研报告的空中无人机，其最大的价值在于替代人完成空中业务，同时能够形成空中平台，结合定位技术、成像技术、飞行技术等实现部件扩展。1.2调研范围无人机按照用途可以分为军用无人机、工业级无人机和消费级无人机三大种类。本调研报告不包含军用无人机的范围。仅将调研范围限制为工业级无人机以及消费级无人机两个领域。也就是民用无人机领域是本调研报告的范围。消费级无人机在个人航拍、娱乐等领域有较多的应用。工业级无人机在农业、林业、物流、气象、安防等领域有众多永盈，结合成像技术、定位技术等高科技手段，大大拓宽了无人机的应用场景。本调研报告将会详细分析民用无人机的应用场景以及应用内容和要求。无人机按照市场地域分类可以分为全球无人机市场情况调研和国内无人机市场调研。全球领域美国和欧洲无人机市场较为发达，国内市场2007年开启军用无人2机民用市场化，才兴起民用无人机的各行业应用。本调研报告的地域范围限制为国内市场。不包括海外市场、全球市场。也不包括国内出口海外的业务范围。2无人机行业发展历程无人机最开始应用于军事领域，随着科技的发展，无人机研发技术走向成熟，其成本也得以降低。无人机技术的成熟以及成本的降低使得其在农业、物流配送、安防等领域得到普遍应用。近些年，中国在全球无人机领域也实现了从追赶到超越的转变，据有关数据表明，中国无人机市场规模到2018年预计将超过180亿元，其中，民用无人机的市场规模能达到105亿元，中国民用无人机市场规模已经超过军用无人机市场规模。中国民用无人机萌芽于20世纪80年代，在此之前无人机以军用为主，无人机D-4的出现，标志着中国无人机开始朝向民用方向发展。20世纪90年代到2006年前后，民营企业开始入局民用无人机行业，运用到地球物理探矿、灾情监测等领域，但这个阶段的产品不成熟，还没有得到普及。无人机真正走进大众视野是在2012年后，这一阶段无人机行业得到快速发展，实现了无人机航拍，行业独角兽形成，且越来越多的企业开始涉足该领域，推动无人机行业快速发展。33市场规模与环境3.1市场规模无人机在各个领域的运用带动行业的发展，甚至是带来了变革。例如无人机物流配送，极大程度的减少了工作人员的负担，缩短了配送时间，提高了效率。未来，民用无人机将会在更多领域得到应用，资本的加持也会促进行业的发展。中国无人机行业带动相关经济的发展，带来了巨大的社会效益，随着核心技术的成熟，在国家政策和地方政府的支持下，再加上资本的青睐，中国无人机行业有着巨大的发展潜力。但是在无人机普及的过程中也有着不可避免的弊端，比如“黑飞”现象，这需要国家层面乃至社会各界协力解决问题，让无人机行业在乱象中平衡发展。总体而言，中国无人机行业的市场规模必将在未来持续扩大。根据中国无人机市场规模显示，2015年中国无人机市场规模为65亿元，其中军用无人机市场规模为42亿元，民用无人机市场规模为23亿元。到2017年，中国无人机市场规模达到121亿元，值得注意的是，这一时期4民用无人机市场规模超过了军用无人机市场规模，预计到2018年中国无人机市场规模可以超过180亿元，其中民用无人机市场规模能够超过100亿元，军用无人机市场规模有望超过80亿元。随着经济的发展和无人机技术的进步，民用无人机的应用领域会越来越广泛，也越来越普及，无人机行业将会迎来爆发期。中国无人机行业有着良好的发展环境，国家出台具体的扶持政策和指导性规划，还推动无人机和人工智能技术的结合，促进和规范行业发展。产业供应链的逐渐完善使得行业发展基本跨越了原材料供给这一障碍，资本入局行业，给行业带来了资金支持，可以促进核心技术的研发，带动行业健康发展。而飞行文化的普及，使得越来越多的人了解无人机，促使无人机市场持续扩大。3.2市场环境政治环境：中国民用无人机行业尚无标准。法律监管体系不健全，存在模糊地带，无人机黑飞现象较为严重。政府对无人机监管正在逐步规范。有关部门发布民用无人机驾驶员管理、系5统频率规定，全国低空空域管理改革工作会议召开，都是无人机管理逐步精细化的标志。国务院印发《中国制造2025》无人机将作为重点领域突破。经济环境中国多旋翼无人机产业链配套逐渐成熟。尤其在深圳，可以方便地采购到大部分硬件。随着智能手机的大规模生产，与多旋翼无人机通用的关键部件价格降低。中国无人固定翼机、无人直升机核心技术被军工企业和高校掌握，研发力量分散，市场化程度低，产业链上下游配套不完善，难以形成规模化效应。社会环境在消费级市场，购买者主要是一线、二线城市的航拍爱好者，对于多数消费者而言，无人机仍是新奇的智能产品，但移动互联网、社交媒体的发展促进无人机舆论传播。消费者对电视、电影、综艺娱乐节目的需求增加，促使相关文化娱乐产业快速发展，专业航拍因视角独特、成本低被逐步应用。技术环境中国无人固定翼机、无人直升机的机体结构设计、机身材料、动力能源、传感器等关键制造技术对国外依赖性较强。多旋翼无人机技术逐渐成熟。轻量MEMS惯性导航系统的出现，催生多旋翼无人机市场进入可实用阶段。多旋翼无人机机械机构简单，对人的操作要求低，对消费级用户的吸引力增强。3.3市场需求民用无人机行业用户由商业机构、公共管理机构、科研/高校、农户等专业级用户和消费级用户组成。专业级用户的主要需求是采集数据，消费级用户的主要需求是娱乐。用户需求列表可以用下图所示。将每一种行业应用以及个人用户的需求列出以表明不同的行业应用和专业应用的应用方向。63.4市场参与者民用无人机行业主要市场参与者是军工集团下属单位和科研院所、民营企业。目前，消费级无人机市场火爆、专业级无人机市场容量大，促使专业级与消费级无人机厂商融合发展。另一方面，市场参与者增多，如金通灵、宗申动力、通裕重工、隆鑫通用等传统重工业上市公司借助技术优势入局专业级无人机市场；小米、腾讯等互联网公司借助资金、平台优势入局消费级无人机市场。74主要企业根据2018年上半年中国无人机品牌排行榜显示，大疆依旧处于行业第一，除去大疆，还有派诺特、深圳一电科技等品牌入围。大疆作为行业独角兽，不仅引领中国无人机行业，在世界无人机领域也有巨大成就。入局无人机领域的企业数量也在不断增加，竞争日趋白热化，但也难以撼动大疆的霸主地位。下图显示中国无人机企业清单。IDC发布的2016年中国无人机市场三季度报告指出，大疆无人机出货占比为52%，2016年以来首次出现下降；排名第二的零度智控份额涨至24.3%；排名第三的Parrot占比则只有4.63%。大疆无人机历年出货量与增长率如下图所示。从净利润来看，2015-2017年公司的净利润从14.2亿元跃升至19.3亿元和43亿元人民币，2017年大疆科技净利润为43亿元人民币，较上年实现了122.8%的同比增长，可见在宏观经济进入新常态的发展过程中，公司无人机产品的销售为公司带来较高的盈利能力，在较高的技术竞争实力的影响下，公司的盈利能力处于较高水平。85技术特征5.1无人机系统主要技术组成依据中国民用航空局标准司的规定。无人机系统包含飞行系统、任务载荷系统和地面控制系统。其飞行系统主要包括机体设计、动力系统、导航系统、通讯系统和飞机控制系统。任务载荷系统主要包括传感器系统、摄像系统等。地面控制系统主要包括数据处理中心、起飞/着陆系统、遥控系统、监控系统和辅助设备等。9本调研报告着重调研无人机的通讯导航系统技术以及关键设施参数。5.2无人机的导航技术要求导航技术是无人机技术中最关键和重要的技术之一。无人机导航是按照要求的精度，沿着预定的航线在指定的时间内正确地引导无人机至目的地。要使无人机成功完成预定的航行任务，除了起始点和目标的位置之外，还必须知道无人机的实时位置、航行速度、航向等导航参数。目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点，在无人机导航中，根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航技术至关重要。10无人机导航技术涉及到导航、制导和控制三个部分。导航：即无人机获得自己当前（在某个参照系下）的位置、速度等信息，必要时还需要获得当前（相对于某个参照系）的姿态、姿态角速度等信息。例如，采用纯惯性导航可以获得无人机在某个惯性系下的位置、速度和加速度，以及相对于该惯性系的姿态角和角速度；GPS导航系统则可以提供无人机在WGS84坐标系下的速度、位置和航向角等信息；而借助如Vicon、UWB等室内定位系统则可以获得无人机相对于室内某个坐标系的速度、位置等信息。因此，简要概括导航的主要工作就是要“知道自己在哪，知道自己的姿态”。制导：即无人机发现（或外部输入）目标的位置、速度等信息，并根据自己的位置、速度以及内部性能和外部环境的约束条件，获得抵达目标所需的位置或速度指令。例如，按照规划的航路点飞行时，计算无人机径直或者沿某个航线飞抵航路点的指令；采用基于计算机视觉目标跟踪的光学制导时，根据目标在视场中的位置（以及摄像头可能存在的离轴角）计算跟踪目标所需的过载或者姿态角速度指令；而当预装地图中存在需要规避的障碍物或禁飞区时，根据无人机飞行性能计算可行的规避路线或者速度指令。因此，简要概括制导的主要工作就是要“知道目标在哪，如何抵达目标”。控制：即无人机根据当前的速度、姿态等信息，通过执行机构作用来改变姿态、速度等参数，进而实现稳定飞行或跟踪制导指令。例如，当固定翼无人机需要爬升高度时，计算需要的俯仰角和俯仰角速度指令，以及为了让空速不至于大幅降低所需的油门指令；当沿着航线飞行，但是存在侧风时，计算所需的偏航角指令以利用侧滑抵消侧风影响；或者当多旋翼无人机的某个旋翼失效时，计算如何为剩余旋翼分配指令以尽可能实现稳定飞行。因此，简要概括控制的主要工作就是“改变飞行姿态，跟踪制导指令”。当前多数无人机采用惯导/卫星导航组合作为基本的导航方式，可以保证绝大多数场景下的稳定导航。中小型和民用无人机采用更轻小更廉价，但是精度较低的MEMS器件组成惯导或航姿参考系统，与卫星导航组合后，能提供有效的导航信息输出。115.3组合导航在无人机上的应用飞行器想要稳定飞行,需要15个状态量:三维角度,三维角度对应的三维速度、三维加速度、三维角速度,三维位置。传感器的测量如下:在GNSS卫星定位系统的无人机导航中，对无人机的航向、姿态、速度等需要时刻调整，为此GNSS接收机模块至少要保证10Hz以上的输出频率。以满足在上述表格中不同的使用场景下对速度、角度、位置等输出参数的要求。通常，国内民用无人机的GNSS接收机频率为20Hz。在使用RTK/RTD的差分算法下，规避无人机对障碍物躲避，航向调整，自动导航等多功能要求，GNSS接收系统需要至少满足每秒钟计算一次的输出速度以匹配无人机在自动跟踪或者自动导航控制上的基础要求。无人机惯性导航系统的工作示意图如下所示。125.4无人机导航技术发展趋势1）研制新型惯导系统，提高组合导航系统精度新型惯导系统目前已经研制出光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式的惯导系统。随着现代微机电系统的飞速发展，硅微陀螺和硅加速度计的研制进展迅速，其成本低、功耗低、体积小及质量轻的特点很适于战术应用。随着先进的精密加工工艺的提升和关键理论、技术的突破，会有多种类型的高精度惯导装置出现，组合制导的精度也会随之