2025年无人机市场规模将达100亿美元 北美与亚洲应用市场动能最大

亚马逊在几年前提出用无人飞行器来送货，可以节省一半的运送时间，人力与运送成本更只有原来的八分之一，是非常有效率又节省成本的送货方式。另外，包括空拍、巡逻监控、农渔业辅具、防灾救难、军事国防等应用不断扩展，相关商机潜力十足。

国际无人机载具协会预估2025年无人机市场规模达100亿美元，五年成长五倍，其中又以北美与亚洲应用市场动能最大。事实上，无人机已有90年发展历史，早期皆以军事用途为主，近年来受到物联网概念发酵，同时信息、通讯与网络技术得以整合，使得无人机从消费性休闲娱乐玩具渗透到各领域应用。乘着这波热潮，近年来国内也开发了各式性能优良的无人飞机，并有效支持公务单位执行空拍、测量、监控、搜索、GIS等任务。目前无人机已经从玩家进展到产业应用，期待能发展成完整的产业链。

从空拍、巡逻监控、农渔业辅具，到防灾救难及物资运送等，无人机的应用潜力无穷，因而备受注目，不过其间却也隐含了法规未完善与商业模式未成熟而影响产业发展的挑战，如何深入掌握其技术趋势与市场商机，并早期洞见法规的限制与产业发展风险，对于所有关注此领域商机的厂商来说，是投入前必备的功课。若将型态扩大到无人载具，则陆上、水下、空中的各式无人移动装置都算，甚至扫地机器人也是，只是近期无人飞机与多轴飞行器较为人熟知，本活动也专注于讨论这个型态的无人载具。

无人机应用领域日渐广泛

亚马逊（Amazon）在几年前提出用无人飞行器来送货，可以节省一半的运送时间，人力与运送成本更只有原来的八分之一，是非常有效率又节省成本的送货方式。雷虎科技客服部经理曾良弘（图1）指出，在无人机的应用上，除了送货之外有更多想象空间，FaceBook在非洲与其他偏远地区，采用定翼式的无人机装载基地台，强化行动通讯的讯号。Google也用无人机对地形地貌进行绘测与扫描，强化其Google Map或Google Earth的服务准确性与图资精确度，无人机的类型与分级如（图2）所示。

另外，将无人机上的设备做不同的调整就有新的功能应用产生，如红外线热感应仪，可以在夜晚进行精确的生物感测，使用在海岸巡防或走私查缉等工作上。另外在火灾现场，红外线热感应仪可以看穿雾、烟、灰尘，迅速扫描火场内天花板热蓄积及火势蔓延状况，以及清楚看到受困民众或隐藏的热源，协助指挥救火行动。而像是森林火灾消防监控/勘察、无线基地台线路设备检查、高压电塔线路设备检查、高压电塔碍子检查、风力发电机叶片设备检查、农耕地水分/土壤检查、农耕地喷药/畜牧动态监控、空气污染监测、钻油平台设备输油管路检查、交通监控/事故调查、紧急救援搜查勘灾等都是无人机的应用。

而随着无人机逐渐普及，近年无人机失事事件屡见不鲜，轻则造成财产损失，重则造成人命伤亡。曾良弘说，近来不时有消费者因为操作不熟悉，导致坠毁于人群附近的新闻，据了解这些坠毁的无人机80％∼90％都是因为人为的操作问题，像是无人机撞击101大楼、在日月潭游客中心坠毁伤人、闯入清泉岗空域等事件。

在无人机的飞行动作部分，目前有三种来源，一是「线控」，由地面人员以有线或无线的方式进行飞行控制，飞机必须要在视线内，操纵技术门坎高。二是「智能型」，拥有军用无人机的智能技术，透过通讯技术进行操控，飞机可以离开操控人员的视线范围，成为目前消费性无人机市场的主流。三为「自主飞行」，结合人工智能自主思考，无人机接收到任务命令之后，能自行规划飞行路径，处理过程中所有突发状况与风险。

无人机关键零组件架构与设计要领

无人机关键零组件发展越来越成熟，新唐科技微控制器营销应用一处二部经理沈子岚（图3）表示，无人机电子零组件包括：2.4G遥控器、锂电池充电器、云台、避障系统、飞行控制板、电调板、航拍模块与超音波定高模块。另外，该公司也推出了一个航资参考系统（AHRS），是由航资系统主控板与电源/蓝牙扩展板所组成，主控板搭载主控芯片、双六轴传感器、双磁罗盘、气压计、四路PWM控制、USB输出、接口输出、仿真/除错接口等。

另外，与主控板对接提供模块电源与无线传输能力的扩展板，搭载蓝牙接口、PC/手机连接输出、锂电池接口、USB锂电池充电、USB数据输出接口等。沈子岚强调，其航资参考系统运算库的优势包括：更新率达1KHz以上、零点飘移每小时小于15度、水平角度误差小于1度、方位角度误差小于1.5度、支持两组传感器同时运算、支持使用者自选传感器等。

图4　和硕设计互动设计主任陈昱璋说明，在进行系统设计与组装的时候，一般都会进行飞行仿真，但是软件操作与实作还是会有误差。

而在整机组装有丰富经验的和硕科技旗下和硕设计互动设计主任陈昱璋（图4）说明，在进行系统设计与组装的时候，一般都会进行飞行仿真，但是软件操作与实作还是会有误差，所以组装后的无人机实际飞行状况要透过试飞才能得到最具体的回馈。另外，机体在模拟时并不会有震动的情况，所以震动会如何影响实际的飞行甚至拍摄的清晰度，还有镜头模块的选择都是实作阶段需要注意并解决的问题。一般认为无人机在飞行的过程不会有散热的问题，但是该团队的经验发现芯片的发热甚至到了让团队考虑加装风扇的程度。

飞行器发展多年，直到近年多轴飞行器与通讯、半导体、信息科技结合，不仅降低成本，也让应用层面大为扩展，航见科技Arklab多旋翼工坊共同创办人张东琳（图5）表示，包括影视转播，如实时新闻与运动赛事现场；空间信息如航测、环境3D建模；环境监测如空污、水污、海污、废弃物大气监测；通讯电信如临时行动基地台或低空卫星；保全安防如边境/海岸巡逻、缉毒走私；灾害应变如灾害中与灾害后协助判断现场情势；基础产业如农林渔牧业的监控、投药、喂养等皆是。而在物联网时代，飞行器可以进一步看成可移动的物联网终端。

在实际应用部分，环境监测是目前无人机已经可以执行得很完善的工作之一，包括中南部溪流的水质监控、采样，溪流附近的扬尘监控、采样。张东琳指出，使用无人机进行此一任务的优点有三个，一是高机动性，可自动化的多点侦测，且不受地形阻隔。二是安全性，执行人员不用在恶劣的自然环境中亲身监测采样，远程作业安全性与可靠性高。三是智能自动化，无人机可以设定多种航线并自动驾驶。

从人类的历史来看，最早的无人机并不是近代飞行器问世之后才出现，而是多数人都知道的「飞鸽传书」，让鸽子背着照相机就是最简易的航拍无人机了。根据市调公司IDC的报告指出，2015年第三季中国航拍无人机市场出货量为4万台，2016年市场规模将达39万台，并认为无人机商用市场即将爆发，未来五年复合成长率将达6%，2019年市场规模将挑战300万台。专业级无人机应用与发展时间已有数十年，消费级无人机大约最近三年才逐渐崭露头角。

专业级无人机指的是针对企业、政府公共服务用的无人机，绿创新科技技术顾问朱光华（图6）说，根据产业需求功能各有不同，交通、安防、电力、太阳能、边防等拥有众多待开发的领域，适合新创公司切入，每个领域预估都有人民币10亿∼50亿元的产业规模。而消费级无人机指的是针对个人或家庭使用的无人机，一般具有拍摄功能，消费级无人机主要是航拍玩家在使用，进入门坎低，目前市场上最便宜的无人机大概台币3，000∼5，000元就可购得。

不过，从飞行器的效率来观察，多轴式的无人机其实相对是没效率的，朱光华指出，以一公斤推力可以产生飞行动力的升阻比来说，定翼飞行器比单轴或多轴飞行器效率好，一般多轴飞行器升阻比不到2，也就是一公斤的推力产生的飞行力量不到2，直升机大约3，战斗机约10，著名的超音速客机协和号约7，最为人们熟悉的波音747客机约18，效率更好的定翼机，像滑翔机那种飞行器，升阻比甚至可以超过20。

航空摄影其实已经是非常专业的测绘工作，朱光华解释，大规模的专业航拍通常都采用定翼机，多轴机因为续航力低，飞行范围小，只有100∼200公尺范围内的摄影才可以负担，另外多轴机有「悬停」的能力，对小范围需要精细影像的应用也适合。以高雄市楠梓区甲围为实验区，于102年8月5日使用UVA定翼机搭载Sony DSC-RX100数字相机进行拍摄，设计拍摄重迭率为航线70％及航片80％，飞行高度320公尺，换算地面分辨率7.97公分，拍摄所得220张影像，范围约1.8平方公里，共计拍摄九条航线。

地理信息与无人机完美搭配

再透过拍摄多视角图像、特征点检测与匹配、稀疏点重建、稠密点重建、三维模型建置、纹理贴图等技术处理，不管需要2D平面还是3D立体建模都不是问题。过去新闻常看到有民众被疯狗浪卷走，登山客迷路遭遇山难，未来都可以利用无人机的协助进行救援，还有大面积的国土变迁监测、农作物河川海岸线监控、国境海岸监控、河川、海洋、空气污染监测，废弃物监测、孳生源巡检暨影像辨识等，越来越多无人机的应用。

3D地理信息因为无人机的发展，取得更为容易，应用也更加多元，藏识科技副总经理李锦昌（图7）指出，3D地理信息应该具备大范围海量空间数据的展示效能，空间查询/分析功能，自然景观的效果呈现，一般无人机航拍至少需要搭载一台固定式光学动态摄影机，专业可能还需搭载辐射侦测器、10X光学动态摄影机、高画质数字相机、高画质数字摄影机、热显像夜视摄影机等。

不同时间点的影像分析也有助于评估灾害的影响，近年因为气候变迁造成山区土石流时有所闻，借助无人机在风灾前后的照片与3D建模比对，可以清楚了解风灾的影响，评估地质脆弱的区域、未来复育的目标。李锦昌强调，地理信息有多层面的意涵，图层管理透过不同主题图层套迭可以进行规划与管理，数据属性查询、地标/地籍/门牌的多功能定位，测量长度/面积/高度，标注坐标/距离/自定义义等讯息。无人机在高雄气爆事件的救灾、灾害调查与重建上也发挥的关键的助力。

积极管理以促进产业发展

无人机的快速发展在于消费型的产品得以亲民的价格提供给消费者，但也因为操作疏失而意外频传，2016年8月日月潭的无人机意外，促使该地被列为禁飞区，但施行、执法有其难度。为了不让法规变成具文，各国警政单位希望提出有效的取缔办法与工具，南台科技大学电子系助理教授李志清（图8）表示，东京警视厅提出以一台无人机带着一张网子网住违法的无人机；一家名为SkyNet的公司发表Anti-Drone System，概念是以强力的电磁讯号将无人机与遥控器之间的讯号盖台，接管遥控以达到捕捉的目的。另外，DroneDefender是透过地对空绳网去捕捉违法的无人机。

另外，各相关单位也希望推广无人机操作规范与划定禁航区，以减少无人机的意外事件（图9），美国联邦航空总署（Federal Aviation Administration， FAA）2016年1月提出无人机规范，包括只能在白天飞行，须随时保持视线接触，但是搭载防撞警示灯允许增加日出前日落后30分钟飞行时间，在500英尺以下的空域飞行，避开机场与机场，不可飞越无关人们的上空，操控者16岁以上，须通过笔试每两年重新审查。美国太空总署（NASA）也建议不同空域的飞行器划分原则。目前全球无人机出货量最大的厂商大疆（DJI），主动在产品的韧体上设定禁航区，若飞机飞到禁航区的位置，系统会出现警告，并自动避开。