自美国联邦航空局 (FAA)在2016年7月公布商业监管条例以来,其所带来的影响不仅仅是为商业用途的无人飞行系统进入美国空域扫清了障碍;该条例还基本上扮演了商业进入世界上大市场后一道门槛的角色。
在和欧盟多数已经批准商业飞行的情况下,FAA监管条例的推出也让美国加入了这一战局。这意味着商业行业规模扩张将带来更多机遇。
而且这是机遇不小。
高盛估计,到2020年,全球市场规模将达到1000亿美元。一月份,该机构表示,到2020年,全球企业对商业领域的投资将达到130亿美元。
单看美国,预计在商业投入使用的头三年内,FAA2016年6月推出的监管条例将创造7万个新的就业机会,并在同期为美国经济发展贡献130亿美元。行业组织国际无人交通工具系统协会也做出估算,预测到2025年,该行业对美国经济带来的影响将达到821亿美元。
但是,这其中还有一个玄机。
为了实现预测的影响水平,商业产业不仅需要应对不断变化的全球监管环境,还需要满足企业对参数近乎苛刻的需求(企业同时也是该技术的大受益方)。
各种类型的传感器在帮助制造商和各行各业对进行优化,进而推动商业影响力方面扮演着重要角色。从高度计,到温度和湿度传感器,一般的商业平均需要搭载10台传感器。在本报告中,我们将探究传感器在帮助商业在真实环境下的各个领域中实现潜能时所扮演的角色。
· 安全性
· 回避
· 一致的飞行速度
· 局部天气报告
· 保持航向的能力
障碍1:安全性
虽然目前尚不知FAA和类似欧洲宇航安全局等国际机构将会对商业提出哪些新的监管条例或指导意见,但是有一点很明显,监管当局对其体安全性大体是担忧的。
以美国为例,目前的监管框架要求驾驶员一次只能操控一台,且需要保持在其视线范围内;且操作只能在白天进行。条例还对重量、飞行速度和高度进行了限制。
为满足这些安全标准,需要结合使用一些高级传感器,包括:
· 气压计
· 高度计
· 温度计
· 巨磁电阻(GMR)
· 倾斜和角度传感器
· 加速度传感器
虽然许多这些传感器在所有上都能看到,但它们的建造级别和工程水平才是比较高下的关键区分因素:商业的运行环境比爱好者和个人使用的更残酷。在执行高风险任务时,如森林灭火,农业喷洒和灾区调查等,经常需要面对极端温度,高湿度和辐射等条件。
另外,加速度传感器能够驱动早期预测性失效系统和GMR传感器,帮助较大的商业在失控和过遥控距离的情况下返回基地。两种传感器不仅保护商业投资利益,还能安抚监管当局未来对安全的担忧。
障碍2:回避
尽管当前监管条例要求商业需在驾驶员视线范围内飞行,但各企业也在推动帮助终实现自动化飞行。
支持的观点关注的是可扩展性。反对的观点关注的则是安全问题。(又出现了安全这个词。)
若自动化获准飞行,它们很可能需要额外的安全措施,例如回避系统。即使自动化不被FAA或其他监管当局完全接受,当驾驶员获准在视线范围外操控或一次性操控多台时,仍需要开发类似的系统。
空中与其他或其他物体(鸟类,建筑物和树木等)相撞不仅对企业来说代价高昂,对地面人员来说也是个危险因素。
为了开发回避系统,制造商一定会使用超声波传感器来侦测正在接近的物体,或者是否正在与这些物体相撞的飞行路径上。
传感器接收的信号可以用来为驾驶员提供警告或取代驾驶员操控。
障碍3:一致的飞行速度
根据国际无人交通工具系统协会公布的数据,仅农业一项将在2025年前就能创造约85%的商业需求。
其中的一个原因就是庄稼喷洒时能够节约成本。
但是,为实现上述节约,的飞行速度需要一致,且对飞行精度要求很高。对精度和一致速度的更高要求意味着喷洒时需要施加更多的控制,这样才能够进行均匀分布和喷洒,二者是喷洒的两个关键要素。
这种程度的度需要一个熟练驾驶员才能实现,但是还需要连续且准确的反映飞行速度。
通过测量飞行途中的速度和飞行条件变化,压差传感器可以实现这种反馈。
另外,用于作物喷洒的还可以在机体上安装液位传感器,这样农民或操作员能够知晓喷剂余量并据此调整飞行规划。
障碍4:局部天气报告
安装湿度传感器后,就能够报告小气候。在这种环境下提供数据的能力将为商业运营商带来新的应用前景。
例如,加装湿度传感器能够让在严峻气候条件下发挥巨大用处,例如森林灭火。湿度水平决定了森林火灾的蔓延程度,且湿度水平在小范围内就可能发生巨大变化。因此,这些小气候对于应对战略的选择来说至关重要。消防部门派遣测量上述数据后,可以做出正确且安全的决策。
第二,配备湿度传感器的能够帮助农民做出更为有效和高效的农业规划,这是一种优势。事实上,在与其他技术搭配使用的情况下,正在推动整个行业范围内的变革,催生了新兴的农业实践,即智能农业。
智能农业是一种将信息技术和农业结合的实践,其背后的驱动因素是联合国粮农组织2009年的一份报告,报告表示到2050年,世界农业产量必须增加70%才能满足预期人口增长的需求。
为实现这种增产目标,农民需要大幅增加产出。因此,他们将目光转向技术突破。
奋斗在智能农业生产一线的农民正在使用一系列传感器和农场管理系统收集新的、更加颗粒状的数据,例如湿度变化情况和一株植物的氮需求,以提高农业实践的化水平。
在智能农业中也扮演着重要角色,因为帮助农民采取措施提高产量,同时措施本身也更有效率。已经可以帮助将规划成本降低85%,并且在之内测量1000英亩的土地。
障碍5:稳定航向的能力
主要通过相机收集数据的还面临另一个挑战:保持航向稳定。
由于风,雨和其他天气因素的存在,这听起来似乎是句废话。即使在无风条件下,这点也是适用的。本身产生的震动就足以让照片发虚或不清晰——除非相机本身能保持稳定。
在建筑物测量,灾区勘测和电影制作时,这点需求显得尤其迫切。
借助位置传感器(能够侦测到哪怕是轻微的颠簸,推送和震动),稳定后的平台就能满足这个需要。
结论
虽然监管当局为商业打开了一扇门,但我们很大程度上仍处于行业发展的萌芽期。
FAA和其他监管当局不断变化得监管要求和指导意见无疑将影响商业行业的发展速度,但是商业本身的能力也是决定行业增长的关键因素。
为了促进行业发展并帮助不断上涨的预测成为现实,制造商需要深入思考传感器可以帮助满足核心竞争力和创新用例的多种方式。