【我們為什麼挑選這篇文章】
隨著無人機市場上升、各地局勢緊張、「黑飛事件」(也就是沒有登記的飛行)增加,反無人機市場開始前景廣闊。這就是所謂的市場盛行、它的反制也會跟著盛行。不一樣的是,反無人機身為維護公共安全的技術設備受限於國家策略訂定。關於未來會如何發展、目前技術到哪裡,請看以下文章。(責任編輯:楊侑陵)
2017 年年初,中國全國範圍內發生了多起無人機「黑飛」事件。無人機進入機場附近敏感區域,嚴重威脅航班起降安全,各地方機場都發布了禁飛令。不過大多數工業級無人機需要經過規範的申報和審批流程方可飛行,因此「黑飛」主體是消費級無人機。中國民航局 2013 年出台的規定中,僅規定了低空飛行的活動必須依據民航法規的規定向飛行管理部門提出申請。其中,重量低於 7000 克,飛行範圍不超過 500 米(視距範圍內) ,飛行高度不超過 120 米的無人機,並未納入監管,也無需飛行證照。值得一提的是,目前市場上消費類無人機基本都符合上述免監管範圍。

基於以上背景,2017 年 5 月 16 日,中國民航局召開發布會,宣布將於 6 月 1 日起對 250 克以上的無人機實施登記註冊,實現無人機運行雲平台實時交聯。並於 5 月 18 日發布民用機場保護範圍數據。

在政策監管的同時,眾多企業也在通過技術手段減少無人機「黑飛」帶來的負面影響。我們認為,無人機整機研發生產已成為紅海市場,針對無人機的管制行業也許會有更多機會。

反無人機系統

干擾阻斷類反無人機系統是目前常見的反無人機方式。它是在發現可疑無人機後,用來後期進行干預的產品。其干擾手段主要有電磁干擾,聲波干擾,物理摧毀等,產品形式主要是手持干擾槍或是車載干擾槍

干擾阻斷類反無人機系統擁有操作簡單,價位低廉,便於攜帶等優勢,但對環境要求相對較高,不適宜在城市或居民密集區裡使用。

接下來分別介紹三種主要的干擾阻斷類反無人機系統:

1. 電磁干擾槍

電磁干擾槍算是現在最常見的無人機反制設備,它的原理是發射處於無人機數據鏈通訊與導航信號頻段(2.4GHz 的,5.8GHz 的,GPS,BDL1,BDL2 等)電磁干擾波,以干擾無人機的電子系統,使其通訊,導航系統失靈,在空中懸停,返航或是降落到地面

電磁干擾槍有兩大優勢-成本低,易攜帶電磁干擾槍的市場售價在 8-30 萬人民幣不等,相對其他反無人機設備成本較低而其成本主要集中在發射主板上,如果使用普通頻段,那麼成本非常低。如果使用高頻段,比如 5.8GHz,那麼成本會高一些,同樣其他配套硬體的成本也會有所提升。而在便攜方面,低功率電磁干擾槍體積小,重量輕,可以隨身攜帶,機動性較高。但是功率較高的電磁干擾槍,體積和重量相對較大,可以固定在巡邏車上使用。

但是電磁干擾槍也有三大劣勢:不具備監測功能,有輻射,短射程。首先電磁干擾槍的英文不具備無人機監測功能的,需要自行找到無人機目標後再使用電磁干擾槍進行反制,人工干預成分較大。另外就是電磁干擾槍存在輻射問題。理論上來講,發射功率越大,射程越遠,同時輻射也越大。上千瓦的發射功率可以使得射程達到幾百公里,而幾十瓦的發射功率可能射程只有一公里。所以射程和輻射之間存在相互制約的關係,比較難以在保證使用者安全的情況下,滿足客戶射程要求

電磁干擾槍產品代表企業有巴特爾研發的“DroneDefender”的電磁干擾槍,該設備只能對實時遙控型無人機或依靠GPS導航的無人機有效,比如常見的四軸和六軸多旋翼無人機。而且打擊範圍比較短,僅有400米。

2. 聲波干擾槍

相比於信號干擾,聲波干擾技術難度高,破壞程度也更大聲波干擾主要針對的是無人機內部的重要組件–陀螺儀。陀螺儀可以為無人機提供機體傾斜,旋轉及方向角度等訊息,保障機體的平衡。當聲波頻率與無人機陀螺儀的股友頻率一致時,會發生共振,干擾陀螺儀工作,使得無人機喪失平衡並墜落。不過聲波干擾的瞄準和跟蹤性不如 GPS 干擾穩定,而且成本較高。

此項技術於 2015 年由韓國先進科學技術研究院提出,並在華盛頓進行了展示。但市面上應該尚沒有將此技術產品化。

3. 直接摧毀類反無人機系統

該類系統採用簡單粗暴的方式摧毀目標,適用於苛刻干擾的環境,風險指數低。但是系統價格相對昂貴,明顯側重於軍事領域,比較常見的是激光炮。這種激光炮一般帶有高能激光移動發射器,發射器在全功率情況下發出的激光可以快速破壞無人機外殼。而且激光炮的優勢還在於運行成本很低,可以使用 220V 電源來工作。以美國的 MEHEL 系統為例,它配備了 5 千瓦功率的激光發射器和大量傳感器,數分鐘內便可以發現並鎖定空中的小型無人機,隨後便使用激光束照射將其擊落。

比較有代表性的研發公司和機構有波音公司,中國工程物理研究院等。

反無人機輔助系統

反無人機輔助系統主要用來準確識別,定位無人機,多使用低空雷達和聲、光、電融合方案。對於遠距離空曠環境下的無人機,主要使用低空雷達進行監測。對於近距離複雜環境下的無人機,使用可見光、紅外線,甚至聲波等方式進行監測。反制環節則主要應用剛才講到的干擾阻斷類反無人機系統,比如電磁干擾槍,激光炮等。

通常反無人機輔助系統會配合上述的反無人機系統,形成一套同時擁有監測和反制功能的完整方案。由於使用到了激光雷達設備,而且涉及到多硬體集成和配合,因此在技術難度和售價方面都更高。通常一套國產的完整的反無人機輔助系統+反無人機系統,售價可達數百萬元。

反無人機輔助系統的難度主要體現在以下兩方面:

市面上現有的雷達多是對高空快速飛行的大型飛機進行監測,想將此類雷達使用在「低,小,慢」的飛行器上需要對雷達硬體和算法進行一系類的調整。除了有一定技術難度,另外就是激光雷達成本很高,基本在幾百萬元一套。按照市面上行情,基本上激光雷達的成本可以占到整套反無人機輔助系統+反無人機系統售價的一半左右。

此外,需要提升監測過程中,無人機識別的智能化程度。在監測到疑似飛行器的物體後,依然需要人眼進行識別。現在已有公司在監測環節加入了機器學習技術,在算法模型基礎上,使用主流的無人機圖片進行算法模型訓練,逐漸提升識別無人機的準確率,最終達到自動識別。

市場上有哪幾類玩家?

做干擾阻斷類反無人機系統,比如電磁干擾槍等的企業佔據市場主導。此類企業多從手機干擾器企業,通信企業等發展而來。此前做手機干擾器這類企業的優勢在於其成本低,因此市場上出貨量較大通信企業的優勢在於此類企業的技術優化和迭代速度快干擾阻斷類反無人機系統企業有以下等公司。:

1. 巴特爾的 DroneDefender 便攜式無人機對抗系統,已向美國國防部和國土安全部出售了大約 100 套,有效距離 400 米。

2. 澳大利亞反無人機公司 DroneShield 推出了一個名為 “DroneGun” 的無人機反制槍,其攔截範圍高達近 2000米。DroneShield 在三輪融資中共獲得 414 萬美元融資,投資方未披露。

3. 美亞柏科是中國電子數據取證行業的龍頭企業,它自主研發的電子鷹反無人機系統(干擾槍)能對市面上主流無人機採取管控措施,有效距離可達 500 米。

4. 上海後洪電子也推出了便攜式產品,訊號干擾距離可達數百米甚至一兩千米。

5. 常州詠捷的干擾槍可以快速迫降或驅離 200-500 米上空飛行的無人機,同時阻斷無人機的下行信號鏈路,阻止其非法拍攝和傳輸視頻圖像。常州詠捷是中國警察協會警務保障分會首屆理事單位,其反無人機干擾槍也成為 G20 杭州峰會安保選用產品。

有能力做整套反無人機輔助系統+反無人機系統的企業較少,一般是大型軍工企業或是有軍工研發背景的企業,因為對激光雷達進行軟硬件改裝是有較高技術門檻的。除了對原有的激光雷達產品進行改裝,也有企業正在研發針對「低,小,慢」無人機的激光雷達。此類企業,在未來也是比較有優勢的,即以高利潤空間高技術門檻的自有雷達技術為基礎,融合技術門檻相對較低的聲光電技術,集成完整的反無人機輔助系統+反無人機系統。

1. 英國三家公司(布萊特公司,切斯公司,恩特普萊斯公司)聯合生產了 AUD 中系統,它集成了布萊特 A400 系列嚳波段電子掃描防空雷達,切斯公司的光電指示器(電光導演),可見光/紅外相機和目標跟蹤軟體,與恩特普賴斯公司的定向射頻抑制/干擾系統,能夠對 8 千米範圍內的無人機進行探測、跟蹤、識別、干擾和制止(中和)。進一步而言,AUD 中系統對工業級無人機中的微型無人機的有效作用距離為一千米,消費級無人機的有效作用距離可達數千米。

2. 美國公司 Dedrone 的旗艦產品 DroneTracker 系統主要負責無人機的監測。它可以安裝在地面,同時通過一系列的傳感器來監測無人機是侵入他人領地了,還是獲准進入執行任務來了。每一個 DroneTracker 都配備了攝像機、音箱和電磁頻率傳感器,能夠檢測到無人機的存在,並確定無人機屬於哪種類型。2016 年 5 月,Dedrone 獲得 1000 萬美元 A 輪融資,Menlo Ventures 領投在該公司的前一輪種子融資階段,參投者包括 Internet Security Systems 的 CEO Tom Noonan 以及 Target Partners。

3. 電科智達的反無人機輔助系統+反無人機系統包括四個部分:雷達單元、光學識別子單元、無人機攔截子單元和反無人機應用軟體系統。2016 年電科智達完成天使輪融資,金額 100 萬人民幣,投資方真然資本。

4. 全盛科技的 BAT 系統利用聲光電融合偵測技術,還融合了機器學習技術,可以對目標無人機進行主動偵測跟蹤識別和管控。2016 年 12 月,全盛科技曾獲得清華 X-lab 創業 DNA 基金以及泰有基金種子輪投資。

5. 北京加西亞聯合技術有限公司的反無人機輔助系統+反無人機系統已經有實際銷售,在 2017 年 1 月份加西亞獲得了 PreAngel 王利傑 200 萬元天使輪融資。

6. 資譽科技的反無人機輔助系統+反無人機系統的探測距離可達 5-7 km。

應用場景有哪些?

反無人機系統的主要應用場景是 2B 場景,2C 端市場尚未有明顯需求。現有的企業可以想到的應用場景無外乎軍警用,機場,監獄,邊境線,軍事基地,大型活動和賽事現場,化工園區等。

軍警:多使用無人機反制槍,因為便攜,機動性強通常市級公安局分局的年度警用裝備採購預算可達百萬元,干擾槍的售價大概在幾萬元企業。如果產品質量有保證,且有一定的銷售渠道資源,應該不會太受到產品價格限制。

機場:機場由於通訊設備繁多,所以一般不需要後邊的反制設備,只需要前期的監測系統,即激光雷達和聲光電設備。目前中國 218 個機場當中,有 56 個是盈利的,機場安防設備的採購預算基本都在千萬級以上。按照機場的規模以及安全標準要求的不同,基本每個機場需要配備 1-3 個反無人機輔助系統+反無人機系統,單個反無人機輔助系統+反無人機系統的售價均在幾百萬元左右。

市場發展判斷

根據市場研究機構市場和市場發布的「反無人機市場報告」預測,反無人機市場的年複合增長率已經達到 24%,到 2022 年,反無人機市場總額將達到 11.4 億美元,其中,亞太地區的反無人機系統需求將佔全球市場的 30%,反無人機產品將長期保持高速增長

根據以上應用場景的數量統計,如果反無人機輔助系統+反無人機系統的普及程度較高,那麼僅中國的市場容量至少可以達到百億元。不過部分反無人機行業內人士認為,反無人機產品作為維護公共安全的技術手段,非常受限於國家政策。暫時針對反無人機系統的政策尚未出台,因此大公司可能不會入局,而小公司想入局則需要在技術上投入較多。

(本文經合作夥伴 36 Kr 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈“黑飛”造成混亂也帶來機遇,反無人機市場或成新藍海〉;圖片來源:DronesPlayer。)

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