1、 1 / 11无人机项目计划书一、 摘要无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，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。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。本文无人机主要指民用的多旋翼式无人机。多旋翼无人机主要由电机,电池或者油箱,螺旋桨,信号接受器，外接设备组成，通过无线进行控制飞行和视频传输。二、 政策背景当前，我国正处于经济快速增长的转型时期，而科技创新是经济增长的原动力，中央对此更是多次强调。习近平总书记在今年两院院士大会讲话中提到，
2、“机器人革命”有望成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点，将影响全球制造业格局，而且我国将成为全球最大的机器人市场。总书记明确提出要求：“我们不仅要把我国机器人水平提高上去，而且要尽可能多地占领市场”。李克强总理在政府工作报告中部署 2014 年工作时强调“以创新支撑和引领经济结构优化升级”，并指出“创新是经济结构调整优化的原动力”。积极发挥科技创新在经济结构调整和转型升级工作中的作用。随着技术的发展，无人机已经成为会飞的智能机器人已经是不争的事实。无人机领域正处于蓬勃发展时期，围绕着无人机，各种技术创新层出不穷。随着国内低空领2 / 11域的全面开放，曾经被封存于军事领域的无人机高科
3、技成果，现在正揭开神秘面纱，进入到民用的众多领域当中，显示出巨大潜力。2015 年 4 月工信部召开航空行业标准民用无人机驾驶航空器系统分类与分级研讨会。工信部制定的无人机分类标准和民航局制定的无人机空域管理规定今年或明年有望陆续出台，将为无人机产业发展送来政策东风。另据业内预计，无人机将成为下一个蓝海市场，未来十年千亿市场待掘金。三、 行业背景近年来，无人机吸引了不少的关注和讨论，巨头对无人机青睐有加。国外方面，亚马逊启动了 Prime Air 的无人机物流计划， 已经进入了第 9 代产品的研发。 Google 收购无人机公司 Titan Aerospace，最近还爆料了秘密研发两年的无人机
4、 Project Wing； Facebook 以 2000 万美元收购英国无人机公司 Ascenta，“脸谱”CEO 马克扎克伯格在 2015 巴塞罗那全球移动大会上就表示，Facebook 仍在继续无人机、激光器及人造卫星的研发工作。迪士尼乐园也引入了无人机；连 Wired前主编 Chris Anderson 都离职，投身无人机行业创办 3D Robotics，最近刚刚获得融资。国内方面，DJI 大疆在消费级航拍市场发展迅猛，刚刚成立的 Ehang 也推出了 Ghost，最近也获得了一笔新的 A 轮融资。 极飞 (XAIRCRAFT)是国内最早开始研发多旋翼无人机的公司之一，成立于 200
5、7 年，总部在广州，由前微软中国区 MVP 彭斌创立。最近，他们 也获得 2000 万美元的 A 轮融资。欲打造庞大生态圈的小米也早早做好准备，投资一家名为飞米(Flymi)的无人机团队。而腾讯公司也在考虑和其它公司合作生产无人机。最近，他们 也获得 2000 万美元的 A 轮融资。随着技术的不断进步，无人机不仅在军用领域大显身手，在民用领域的应用也日益广泛，并因此吸引了不少公司的参与。分析人士指出，作为世界各国的军民用前沿3 / 11装备，无人机综合集成航空技术、信息技术、控制技术、测控技术、传感技术以及新材料、新能源等多学科技术，代表着未来航空业的发展方向。据相关统计，目前全球民用无人机已
6、经形成了大约 1000 亿美元的市场规模。海外的谷歌、亚马逊等新科技巨头均已纷纷涉足无人机的应用和开发。我国无人机在多个领域包括国土资源勘探、海洋遥感监测等领域都有相关应用。目前，军用和出口贡献了行业约 90%的收入来源。随着近两年无人机民用市场的加速成长，物流、快递、餐饮送餐、保险查勘等新领域的尝试应用也纷纷出现。有业内人士预计，在航空装备无人化、小型化和智能化的趋势下，未来 20 年我国民用无人机需求有望达到 460 亿元。随着无人机技术的不断突破，国内无人机市场将快速增长。特别值得关注的是，无人机技术随时可转化至民用领域，为国民经济建设服务。据本次珠海航展的参展商介绍，来自电力、质保、测
7、绘等行业内的人士对无人机均表现出浓厚的采购兴趣。从缉毒打非到实施灾害紧急救援，无人机在中国民用领域的应用日趋广泛，正显现出巨大的市场潜力。此外，从全球各国无人机制造商的市场份额来看，世界无人机的主要制造商集中在美国、以色列和欧洲。其中，美国份额高达 69%，遥遥领先于其他国家;中国无人机由于性价比优势明显，占据约 10%份额。上述数据说明，我国无人机产业仍有相对广阔的发展空间。四、 发展方向常见飞行器通常被分为固定翼、直升机和多旋翼（四旋翼最为主流）。在 2010 年之前，固定翼和直升机无论在航拍还是航模运动领域，基本上占有绝对主流的地位。然而，在之后的几年中，因优良的操控性能，多旋翼迅速成为
8、航拍和航模运动领域的新星。4 / 11对于目前的多旋翼产品，已经可以达到全自助的控制模式。全自主控制方式是指自动驾驶仪的控制算法能够完成多旋翼飞行器航路点到航路点的位置控制以及自动起降等。在这种控制方式下，多旋翼属于无人机，而地面人员进行任务的规划。作为无人机，多旋翼飞行器可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和搭载各种负载任务，可以被看作是“空中机器人”。结合以上原因，在人员和精力有限的情况下，目前，我们打算重点发展多旋翼无人机这个产品。多旋翼无人机有如下用途：1.航拍，搭载云台和摄像设备，可以用于新闻素材影视作品的制作；2.环境监测，搭载相关的任务设备，可以快速监测大气质量和环境信息；
9、3.侦查巡逻 ，可以用于武警，公安等政府部门对特定区域的侦查和巡视；4.植保,用于给农作物喷洒农药和化肥；5.充当实验平台，为一些实验装置充当载体，测试设备性能；6.娱乐，作为消费级产品的小多轴飞行器可以作为娱乐工具；7.组建网络，可以由多架无人机临时组建成特定的通讯中继网络；8.无人机巡线拉导引线，可以使用无人机对电力线路进行巡视和架设高压线时使用无人机拉引导线用。五、 核心技术：作为多种高科技技术的结晶，多轴飞行器主要有以下核心部件：1.飞控系统，这是无人机上最重要核心的部件，用于控制无人机的飞行，相当于飞机的大脑；5 / 112.地面站系统，与无人机通讯的人机界面，用于控制和规划无人机的
10、飞行线路，并且能显示无人机的状态和参数信息；3.服务器，用于实时收集和存储无人机的飞行状态信息，并且能通过网络转发给其他终端；4.客户端，可以通过网络远程查看服务器传输过来的飞行信息和图像信息。5.以上四部分的核心技术我们都有多年的技术储备和成熟的应用方案，综合以上技术典型的系统应用示意图如下：六、 初期具体产品规划1.研发无人机上的电子系统，包括飞控，通讯设备，控制模块和地面站系统，这些是所有无人机上必不可少的核心部件。这些设备一旦成熟就可以作为无人机行业的上游企业，可以为其他做机体和系统集成的厂家提供成型零部件。2.为植保无人机定型一款产品，在高端产品上主打植保，因为目前植保是无人机应用最
11、炙手可热的领域，不仅需求量大，而且易于应用，并且在应用中风险比较小。6 / 113.做娱乐消费级产品，在高端无人机的研发过程中，会有很多衍生产品。在这些技术中加入娱乐性元素形成产品，会在消费级市场打开一片天地。七、 公司运营1.公司人员构成及每月人工成本如下：序号 职能 数量 单人工资 总额（元）1 管理人员 2（包含文员） 3500+2000 55002 高级软件工程师 2 5000 100003 高级电子工程师 2 5000 100004 机械工程师 1 3000 30005 普通工程师 4 2000 80006 飞手 2 2000 4000405002.研发设备及工具配置：序号 名称 数
12、量 单价 总额（元）1 电脑 10 4500 450002 示波器 1 8000 80003 万用表 5 200 10004 简易直流电源 4 350 14004 机械安装工具 若干 3000 30005 办公桌椅 15 1000 150006 网络设备 若干 1000 1000744007 / 113.样品及材料费用预计需要 10 万元。4.水电及其他研发材料每月支出在 3 万元。根据以上粗略估计第一年的运行费用为：40500*12+74400+100000+30000*12=1020400。其中还不包括营销费用和必要试飞车辆购置费用。预计在公司运营半年以后可以形成产品。八、 市场营销市场营
13、销可以从以下几个途径开展：1.寻求政府部门在政策上进行植保无人机的推广；2.和农药厂家合作，对农户进行一步到位的农药喷洒服务；3.和高校进行教学合作，推广无人机的应用；4.和高校进行飞手培训合作，建立植保服务队伍；5.在农业大省寻求销售代理商；6.针对娱乐型无人机，可以在玩具集散地进行推广；7.利用核心技术吸引风投 。九、 典型应用下面将对两个比较典型应用场景进行详细说明:一、无人机植保应用我国农作物防病防虫主要依靠机械和人工手动进行，全国防治病虫害面积达 2 亿多平方米，现在大部分仍是使用手动喷雾器和地面动力喷雾器，每年需补充喷雾器就8 / 11达到 100 万台。由于农作物株高和密度的限制
14、，机械难以进入地块喷施农药，即使选用先进的农药喷施机械也会对农作物植株造成一定面积的损伤，影响产量。人工手动喷雾器和背负式喷雾器 1 个人 1 小时只能喷药 1 亩地左右，不仅作业劳动强度大，作业时间长，长时间在农田里喷施农药，透风透光性差，容易引起作业人员药物中毒。同时作业质量差，受药面积和受药程度不均匀，达不到预期效果，且不能实现大面积的统一预防，加上病虫的蔓延和迁移，防治效果差，农药的使用不断增加，使农产品残毒量增大，品质降低。这也是目前制约农作物全程机械化的主要技术瓶颈。农林业病虫害的发生对我们主要粮食作物产量造成不可估量的损失，严重制约我国粮食安全生产发展。人工喷洒农药一直是田间工作
15、最危险，最累的工作。据中国植保咨询网报道，我国每年农药中毒人数有 10 万之众，致死率约 20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计，想必更是一个惊人数字。而发达国家近 20 年来一直都用无人机进行农药喷洒。无人直升机在农业方面应用的优势1.高效安全农用无人直升机喷洒飞行速度为 2 亩/分钟，喷洒装置宽度为 3-4 米，作业宽度为 4-8米，并且能够与农作物的距离最低保持在 1-2 米的固定高度，规模作业能达到每小时80-100 亩，其效率要比常规喷洒至少高出 100 倍。农用无人直升机自动飞控导航作业最大限度的减少了工作人员接触农药的时间，从而可以保证工作人员的生命安全。2.飞控导
16、航自主作业无人直升机喷洒技术不受地形和高度限制，它具有远距离遥控操作和飞控导航自主作业功能，操作人员只需在喷洒作业前，将农田里农作物的 GPS 信息采集到，并把航线规划好，输入到地面站的内部控制系统中，地面站对飞机下达指令，飞机就可以载着喷洒装置，自主将喷洒作业完成，完成之后自动飞回到起飞点。而在飞机喷洒作业的同时，还可通过地面站的显示界面做到实时观察喷洒作业的进展情况。（无人机自动导航作业基于 GPS 技术和嵌入式系统技术,设计可实现自动规划边界、自动规划航道、计算农田面积、实时飞行轨迹的农用飞机作业飞控导航系统。）9 / 113.覆盖密度高防治效果好喷雾药液在单位面积上覆盖密度越高、越均匀
17、，防治效果就越好。无人直升机是螺旋机翼，作业高度比较低，当药液雾滴从喷洒器喷出时被旋翼的向下气流加速形成气雾流，直接增加了药液雾滴对农作物的穿透性，减少了农药飘失程度，并且药液沉积量和药液覆盖率都优于常规，因而防治效果比传统的好，还可以防止农药对土壤造成污染。4.节水节药成本低无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约 50%的农药使用量，节约 90%的用水量，这将很大程度降低资源成本。综上所述应用无人直升机喷洒农药具有超高的工作效率、对人员生命安全不构成威胁、能够大量的节省劳动力、节约农业投入成本同时无人直升机折旧率低、油量消耗小、单位作业人工成本不高、易于维修，因此具有很大的经济和社会
18、价值。随着无人直升机技术在农业方面的应用，将会弥补我国在农业无人飞机应用领域的空白，也是中国农业重要无人机械和技术的一场革命，农用无人飞机技术的应用，将标志着我国农业真正走向了高科技农业时代。二、无人机巡逻1.城市巡逻城市越建越大，偏僻城区警力夜晚巡逻有不足的地方越多，如果使用无人机代替人工巡逻，可以大大减少出警巡逻次数，给无人机加装红外摄像还可以发现黑夜之中的异常。使用无人机 15 分钟巡视的时间，可以达到多个单位警力几个小时的巡视效果。通过无线视频与控制中心连接，还可以追踪罪犯，实时定位罪犯车辆，多个无人机的联动，还可以方便多单位协同执行任务。假如一个小型城市有 10 个派出所那么就需要
19、10*2=20 架无人机，再加上相关视频服务器等的建设，总的项目大概需要 500w 的建设资金，利润大概在 100W 左右。2.禁烧秸秆巡逻10 / 11现在国家禁止焚烧秸秆，传统的人工巡逻难度大，使用无人机可以高空巡视功能，可以及时的发现明火，烟雾，即便是夜晚，也可以通过红外摄像头远距离检查明火。这样每个乡镇配备一架无人机，一个县就需要十多架无人机，对于这些无人机，我们可以零利润卖给各乡镇单位，这样可以迅速占领市场，通过后期的维护费用达到收益效果。3.森林防火山林面积广大，路道难行，人工巡逻效率不高也有安全隐患，使用无人机十几分钟的巡航，就可以达到人工几个小时的巡逻效果。如果让无人机携带小型
20、灭火装置，可以将火源及时扑灭，大大的减少山火蔓延的几率。十、 技术优势目前市面的植保无人机存在以下不足之处：1.飞控性能不够稳定，坠机事故时有发生；2.植保属于超低空飞行，目前都是依靠飞手来控制飞机，当距离比较远时容易形成视觉偏差，造成飞手误操作；3.缺乏专门针对植保的飞控系统和友好的可视化操作界面；4.续航时间短。针对以上缺点，我们采取如下措施来加以改进：1.采取多冗余的软件设计，来确保飞控的可靠性；2.在飞机上合适的位置添加微型摄像头，实时监控飞机周围的状况，以避免飞手的误判断；3.设计友好智能的地面站软件来规划飞行路线。比如可以在植保机作业之前，由一个小无人机迅速测量作业地块的边界，由软件根据飞行间距结合飞行速度来自动规
