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无人机安全咋保障?你得有关键元件

无人机安全咋保障?你得有关键元件

随着许多人“拥有”无人机,并在一些公共场合让无人机飞上天之后,许多公共安全问题也随之而来,因此无人机提升其飞航安全已成为首要的课题...
在国外,无人机在军事域已使用一段时间,以维护国土安全为主;在某些专业民用领域,如农业,也已应用在喷洒农药等,进而维护农夫的人身安全。不过,在小型、定位偏向消费性电子的无人机开始吸引许多消费者眼球后,无人机成为许多展会或是厂商下一个物联网(IoT)市场标的,智慧型手机、手表或其他装置也开始结合无人机,期可创造更好的销售量。但随着许多人“拥有”无人机,并在一些公共场合让无人机飞上天,许多公共安全问题也随之而来,因此无人机提升其飞航安全已成为首要的课题。

随着科技日新月异与半导体元件的不断进展,让无人机变得更具智慧,是相关业者共同的目标。而更加智慧的无人机,不仅可带给消费者或专业人士更好的使用经验,也能进一步提升其安全性,例如主动避障等。

无人机市场魅力狂烧
2012年时,美国联邦航空管理局(Federal Aviation Authority,FAA)针对无人机的数量曾经预估,到2020年美国无人机的数量将可达15,000架,但显然FAA低估了无人机的魅力。现阶段美国每个月无人机的销售量不仅远远超过这个数字,甚至无人机市场还吸引了许多半导体电子业者的竞相争逐。

其中,无人机市场发展最为蓬勃的当属中国大陆,不仅“喂养”出全球最大、市占率高达50%的无人机制造商大疆创新(DJI);研究单位甚至预估,到2025年,中国大陆无人机市场总规模将达人民币750亿元,年均增速可望超过50%,而此诱人的市场规模统计也吸引许多相关业者积极进军中国大陆。

根据UAV Drones Market市场研究报告指出,2020年以前全球主要的无人机市场大约达到55.9亿美元。无人机的热潮也可从今年消费性电子展(CES 2016)与其他重要消费性产业大展中,窥知一二。

联咏科技(Novatek)iVOT产品事业部副部经理杨顺帆表示,近期无人机受到媒体与业者高度关切,不但在2013~2015年有非常好的增长,而且在商用或专业民用,以及消费级市场皆取得很好的成绩,也吸引众多半导体或系统业者的加入,预期让2016年无人机市场更加竞争与白热化,未来无人机市场不排除发生购并潮。

另外,2015年开始,知名处理器晶片供应商如高通(Qualcomm)、英特尔(Intel)、辉达(NVIDIA)等也正式宣布进军无人机市场,并推出无人机专用的高整合智慧晶片产品。一方面因晶片商提供的解决方案够完整,可协助业者降低进入无人机市场的技术门槛;另一方面,这些新的处理器也让无人机可进一步小型化及智慧化,更重要的是成本的降低,让更多消费者可以轻易入手。

爱盛科技(iSentek)董事长赖孟煌则认为,无人机具备空拍的特色,加上价格从相当‘高贵’下滑到消费者普遍负担的起的范围内,因此促使无人机此一存在已久的市场变得相当火热。


2014~2021年商用无人机市场规模

提供不同“视角” 吸引消费者关注
过去无人机在军用领域除了投递炸弹外,最重要的就是侦查环境的工作,因此无人机几乎都装上了‘眼睛’,也就是摄影镜头。无论在军用或是专业民用领域上,无人机具备‘视力’是不可或缺的条件,而消费型无人机若是配备摄影功能,带给消费者不同的‘视角’感受,会是相当吸引消费者目光的新商品。

赖孟煌指出,虽然民用无人机的发展脚步快于商用或消费性应用,代替人力进行一些较危险的工作,如喷洒农药或肥料,甚至无人机在商用领域还摇身变为快递机等。不过,相较于专用型无人机,消费型无人机对一般普罗大众来说,不仅可与生活结合,还能够提供不同的自拍角度,与在天空上的视野,可以说为消费者提供的新的、吸引人的价值,因此未来消费型无人机在市场上应该也能占有一席之地。

另一方面,无论从会飞的手机或是会飞的机器人角度来看,无人机本身就是深具话题与新颖性的产品。杨顺帆认为,这几年来,无人机持续改善令人诟病的问题,一些技术如手动抛飞、双目视觉、自动悬停等功能的实现也使得无人机操作朝向更加“傻瓜化”。现在无人机已不再是只有专家或玩家才能驾驭的设备,已逐渐变成是人人皆有可能轻松掌控的娱乐装置,不但有想像空间又有无穷的乐趣,在消费市场必然会持续受到瞩目。更重要的是,消费型也就是小型无人机每个人都可以使用,现代人对自拍或是在社群媒体直播消息相当热衷,消费型无人机将是相当好的新媒介。

不仅如此,无人机在物联网世界中,也可以是一个连网的装置,进一步与其他物联网设备沟通。举例来说,恩智浦(NXP)擘画未来自动驾驶汽车时,即将无人机整合在内,负责即时传递路况,或是担任快递惊喜的工具。

杨顺帆认为,无人机是一种需要机电整合的技术,这与物联网应用中的机器人/手臂机电整合技术相近,而这也是晶片商有志一同进入无人机领域的主因,藉由先投资、练兵,进而累积物联网连网机电装置的发展能力。

专业或娱乐都得顾及安全性
无论是专业或是消费性无人机,安全性都是未来无人机相当重要的课题。有鉴于无人机飞安事故频传,在台湾就曾经发生过无人机在知名景点日月潭坠毁砸伤游客;因为使用者操作不当使无人机直接撞上101大楼…等意外;无人机发展较快的国外,更是有‘花样百出’的事故,因此除了法规的约束之外,无人机的智慧化是另一个提升安全性的重要途径。

杨顺帆表示,法规规范应区分为商用或是消费型无人机,毕竟两者使用情境有所不同,但相关标准与法规对于安全性的提升来说相当必要,而法规对于产业的健康发展也有所助益。

赖孟煌指出,无人机飞安事件频传的其中一项原因是,机械设计不够好。这肇因于无人机市场起飞,厂商一窝蜂进入,为了快速让产品上市而忽略了机械设计上的最佳化,因此美国FAA已着手制定法规要求无人机须采记名制度,并透过GPS卫星定位防止无人机飞入禁航区。此外还可以无人机规格如电池续航力、飞行距离来进一步管理与限制飞航地区。

另外,台湾近期也针对无人机禁飞区域制订相关法令。亦即日月潭国家风景区管理处拟订《日月潭国家风景区辖区遥控无人机使用注意事项》,已确认潭区4大码头、向山及水社坝共6个区块,将公告订为限制飞航区域,违反者最高开罚新台币100万元。虽然这仅是针对某个风景区所提出的无人机禁飞规则,但已迈出第一步。

关键元件赋予无人机更多智慧与安全性
除了法规、无人机机械设计之外,半导体元件也能为无人机的安全性把关。杨顺帆说明,相较于商用或专业民用无人机,消费型无人机对于元件的规格不需达成车规或军规等级,若是在自动避障与室内悬停功能能够做到相当精准,即可确保一定的安全性。

先不论机械设计好与坏的问题,若单就无人机飞行安全这部份来说,担任大脑的微控制器(MCU)或微处理器,搭配精密的感测器即能进一步提升无人机的飞行智慧。赖孟煌进一步说明,9轴或10轴的动作感测器、距离/光感测器、磁性感测器、角度感测器,甚至电流感测器,都与无人机飞行安全有密切的关系。现阶段无人机业者相当看重的自动避障与悬停功能,则需要距离/光感测器、磁性感测器。



关键字:无人机  物联网  安全
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