【簡(jiǎn)介：】無人機(jī)技術(shù)近幾年來不斷進(jìn)步，得到了廣泛的應(yīng)用。
1 無人機(jī)及其應(yīng)用
無人駕駛飛機(jī)，簡(jiǎn)稱無人機(jī)，是利用無線電遙控設(shè)備和自備程序控制裝置操縱的不載人飛行機(jī)器人，主要由飛機(jī)平臺(tái)系

無人機(jī)技術(shù)近幾年來不斷進(jìn)步，得到了廣泛的應(yīng)用。

1 無人機(jī)及其應(yīng)用

無人駕駛飛機(jī)，簡(jiǎn)稱無人機(jī)，是利用無線電遙控設(shè)備和自備程序控制裝置操縱的不載人飛行機(jī)器人，主要由飛機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)組成，無人機(jī)技術(shù)綜合集成航天技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、傳感技術(shù)以及新材料、新能源等多學(xué)科技術(shù)，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景十分廣闊。

隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人機(jī)的應(yīng)用范圍已經(jīng)從軍事領(lǐng)域擴(kuò)展到了民用領(lǐng)域，在農(nóng)業(yè)、電力、石油、檢災(zāi)、林業(yè)、氣象、國(guó)土資源、警用、海洋水利、測(cè)繪、城市規(guī)劃、影視拍攝等多個(gè)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文總結(jié)并探索近幾年來無人機(jī)技術(shù)新的應(yīng)用方向，并分析無人機(jī)技術(shù)進(jìn)一步推廣時(shí)面臨的向往和可行的解決方案。

2 新的應(yīng)用領(lǐng)域

根據(jù)不同行業(yè)的劃分，本文總結(jié)了近幾年來無人機(jī)比較熱門的新的應(yīng)用方向，主要包括以下這些行業(yè)：物流業(yè)、交通管理、林業(yè)、化工業(yè)以及某些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景。針對(duì)這些應(yīng)用方向，本文也探索了可能的拓展方案。

2.1 物流業(yè)

交通不發(fā)達(dá)的邊遠(yuǎn)地區(qū)最需要現(xiàn)代物流運(yùn)送生產(chǎn)生活物資，改變物資匱乏的現(xiàn)狀。然而從廣州到新疆，卻因?yàn)樯襟w滑坡道路中斷，物流遲遲不能到達(dá)。即使是在大城市，相比于航運(yùn)、火車、卡車或飛機(jī)運(yùn)輸，由于基礎(chǔ)設(shè)施的不完善，貨物在從物流中心到收貨人手里（一般是家里或者是辦公室）的最后一公里路程中產(chǎn)生的成本和運(yùn)送復(fù)雜性也很高。在這些情況下，利用微型無人機(jī)送貨具有傳統(tǒng)人工派件不可比擬的優(yōu)勢(shì)：它靈活機(jī)動(dòng)、成本低，同時(shí)能夠避免因道路交通不暢、車輛限制等造成的最后一公里派送難題。

其實(shí)已經(jīng)有一些商家開始了無人機(jī)物流的嘗試。早在2013年底，美國(guó)亞馬遜公司便宣布了它的PrimeAir 無人機(jī)原型。在這之后，美國(guó)谷歌公司、英國(guó) Bizzby 公司、德國(guó) DHLParcel 公司及法國(guó)郵政集團(tuán)等公司也對(duì)送貨無人機(jī)進(jìn)行了嘗試。相對(duì)于利用無人機(jī)在城市內(nèi)部運(yùn)送貨物，在自然環(huán)境惡劣、傳統(tǒng)交通方式不便的山區(qū)，無人機(jī)能夠更有效地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)作用。

2.2 交通管理

如何提高交通擁堵狀態(tài)下交通執(zhí)法的效率一直是困擾交警人員的難題。在五一、十一等假期，由于居民大量出行，高速路經(jīng)常會(huì)處于擁堵狀態(tài)。在這種情況下，一旦出現(xiàn)占用應(yīng)急車道、壓實(shí)線以及交通事故等狀況，交警人員很難第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取證和處理。

無人機(jī)能夠避免這種因道路交通不暢導(dǎo)致的執(zhí)法不及時(shí)的問題，提高查違的效率，并利用無人機(jī)攜帶的攝像機(jī)準(zhǔn)確呈現(xiàn)事故現(xiàn)場(chǎng)圖像。例如深圳交警利用無人機(jī)執(zhí)法，平均每90分鐘就可抓拍20-30宗違法，對(duì)比以前工作查違的效率有明顯提高。除了利用無人機(jī)進(jìn)行查違，無人機(jī)也能夠被應(yīng)用于監(jiān)測(cè)道路擁堵狀況，找出交通擁堵的原因，并幫助交管人員及時(shí)地做出反應(yīng)。

2.3 林業(yè)

森林防火一直是林業(yè)部門關(guān)心的基礎(chǔ)問題。在傳統(tǒng)的方案中，利用衛(wèi)星的遙感技術(shù)，監(jiān)測(cè)森林的火情。然而，這種方案存在時(shí)效性差、分辨率不高等缺陷。而如果利用地面工作人員進(jìn)行火災(zāi)情況的排查，不僅效率低下，還會(huì)對(duì)地面工作人員的生命安全造成威脅。而運(yùn)用無人機(jī)體系能夠準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)到森林中發(fā)生的火災(zāi)情況，利用無人機(jī)自動(dòng)化的功能，可以將現(xiàn)場(chǎng)的情況通過圖像顯示在計(jì)算機(jī)上，通過計(jì)算機(jī)來分辨是否出現(xiàn)了火災(zāi)，然后再找到精確的火災(zāi)地點(diǎn)。除了監(jiān)測(cè)森林中已經(jīng)發(fā)生的火災(zāi)情況 ，日常的排查工作也可以通過無人機(jī)來完成，從而大大減少人力的投人。

2.4 化工業(yè)

現(xiàn)代化工企業(yè)的規(guī)模越來越大，對(duì)安全生產(chǎn)的要求越來越高，一旦發(fā)生事故就會(huì)導(dǎo)致重大災(zāi)難，比如去年天津港危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故就是如此。盡管目前化工廠內(nèi)都安裝了大量的監(jiān)控和監(jiān)測(cè)儀表，仍然需要崗位人員定期巡回檢查安全隱患，耗時(shí)長(zhǎng)且效率低下。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，若要派人近距離探查，貝1 J J 存在巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

通過在無人機(jī)上安裝相應(yīng)的傳感器，不僅可以避免派人探查時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)，還可以對(duì)高塔設(shè)備及高空管道等地點(diǎn)進(jìn)行快速排除，提高了撿查效率。美國(guó)通用電器最近推出了一款名為 Raven 的無人機(jī)，能 夠 “嗅出”甲烷泄漏，已經(jīng)成功發(fā)現(xiàn)阿肯色州幾個(gè)油井存在天然氣泄漏情況。

除了應(yīng)對(duì)化工企業(yè)的安全隱患，通過提高無人機(jī)的防水、耐高溫和抗腐蝕性能，還有可能將無人機(jī)進(jìn)一步應(yīng)用于特殊生產(chǎn)環(huán)境下的品質(zhì)控制。

2.5 某些特殊場(chǎng)景

除了上面提到的一些傳統(tǒng)行業(yè)中的應(yīng)用方向，無人機(jī)在一些特殊場(chǎng)景中也具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，例如高樓大廈的玻璃幕墻清洗工作以及戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后殘留的地雷清除工作。這些工作都帶有一定的危險(xiǎn)，利用專門開發(fā)的無人機(jī)替代人力，不僅安全，還可以大大地提高效率。

3 面臨的挑戰(zhàn)及可能的解決方案

盡管前文描述了無人機(jī)新的應(yīng)用方向以及潛在的應(yīng)用前景，但不得不指出，目前無人機(jī)在發(fā)展過程中仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。如果不能成功應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，無人機(jī)的發(fā)展有可能會(huì)陷入停滯的困境。就目前而言，無人機(jī)在技術(shù)、安全和法律監(jiān)管這三個(gè)方面將面臨來自以下幾個(gè)方面的挑戰(zhàn)。

3.1 技術(shù)

盡管無人機(jī)在最近幾年有了突飛猛進(jìn)的技術(shù)發(fā)展，整機(jī)設(shè)計(jì)能力大大提高，但受制于電池技術(shù)的續(xù)航能力以及無人機(jī)本身的運(yùn)載能力仍然限制了它的應(yīng)用范圍。例如在利用無人機(jī)進(jìn)行送貨時(shí)，如果無人機(jī)無法滿足貨物的重量以及配送距離的需求，那么無人機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景將會(huì)受到極大的限制。針對(duì)這些技術(shù)上的限制，目前除了等待電池技術(shù)的進(jìn)一步突破，我們可以設(shè)計(jì)更先進(jìn)的路線規(guī)劃算法，使得無人機(jī)能夠快速地到達(dá)目的地，減少飛行途中的損耗。

3.2 安全

盡管無人機(jī)的體型較小，當(dāng)其由于技術(shù)故障等原因從高空墜落時(shí)，仍會(huì)對(duì)地面人員的人身安全造成極大的威脅。另外，由于目前的雷達(dá)無法檢測(cè)無人機(jī)，曾經(jīng)發(fā)生過無人機(jī)落到美國(guó)白宮和日本首相官邸，以及無人機(jī)影晌到機(jī)場(chǎng)飛機(jī)起降的事件，讓人們意識(shí)到了無人機(jī)潛在的巨大威脅。針對(duì)無人機(jī)帶來的威脅，除了讓無人機(jī)的生產(chǎn)商進(jìn)一步提高無人機(jī)的可靠性，我們也需要考慮在某些特殊區(qū)域設(shè)置禁飛區(qū)，通過電子圍欄等技術(shù)防止無人機(jī)進(jìn)入’避免其帶來的威脅。

3.3 法律監(jiān)管

目前各個(gè)國(guó)家對(duì)于無人機(jī)的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)不一，執(zhí)行尺度也不盡相同。以我國(guó)為例，截至2015年12月31日，取得無人機(jī)駕駛員合格證的人數(shù)僅為2142人。大量無人機(jī)處于無人監(jiān)管的狀態(tài)。針對(duì)這種狀況，我們認(rèn)為除了進(jìn)一步完善無人機(jī)相關(guān)的法律法規(guī)，也需要提高整個(gè)行業(yè)的規(guī)范程度，推出相應(yīng)的操作培訓(xùn)，提高相應(yīng)人員的無人機(jī)駕駛水平。

4 結(jié)論

本文的調(diào)研成果表明無人機(jī)技術(shù)仍然處于不斷發(fā)展和變革的階段，在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)得到越來越廣的應(yīng)用。然而在這個(gè)過程中，無人機(jī)技術(shù)仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。只有成功應(yīng)對(duì)了這些挑戰(zhàn)，無人機(jī)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。

聲明：內(nèi)容源自《無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用新方向及向往》，作者 胡見蓮