随着科技和经济的快速发展，无人机经过了近一个世纪的发展，从早期的军事应用逐步推进到民用行业，一定程度上实现了民用的普及，以大疆为首的无人机企业将无人机的发展推向了浪潮。然而，目前无人机市场以航拍为主，在工业，特别是抢险救援，自动化线路巡检应用较少。为了实现在救援，线路巡检等领域的应用，我们在六轴无人机的基础上进行二次开发与改进，辅以完全自主化设计的全自动无人机起降平台，设计了一套全自动无人机线路巡检系统。

民用无人机应用前景非常广阔，目前世界范围,在电力、通信、气象、农林、海洋、勘探等领域应用无人机的技术效果和经济效果都非常好。无人机在缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等方面也有很好的应用前景。

智鹰科技有限责任公司，致力于无人机线路巡检，石油管道巡检等固定线路巡检的一体化解决方案．智鹰科技目前已推出的产品有：六旋翼重载自动巡检无人机，双旋翼倾转旋翼自动巡检无人机，全自动无人机起降平台系统，以及配套的软件，无人机数据云计算平台等等。

我公司的六旋翼以及倾转旋翼产品均可以完成多无人机协同工作、根据目标物体的外形确定巡检航线、以及基于深度学习的无人机自动巡检作业，具有高精准度、自主飞行、远程遥控、自动目标物体识别等特点，开发人员也可通过我司自主研发的机载SDK扩展其行业化应用场景。

2010年之前，我国民用无人机市场规模小，增长速度也比较缓慢，运用领域也基本只是在灾害救援、地图测绘等领域。但在2010年之后，我国工业无人机的市场规模扩张迅速：2015年中国民用无人机市场销售规模为24.0亿元；2016年中国工业无人机市场销售规模为42.0亿元；2017年中国工业无人机市场销售规模达67.3亿元，同比增长60.2%。和国际市场相似，军用和出口（出口基本是军用无人机）这2个市场是中国无人机行业最主要的两个市场，合计贡献行业90%收入来源。即军用无人机和民用无人机=9：1

本公司合作研发的系列无人机定位于军用与民用两个落脚点。在充分分析两个市场各自的需求之下，我们自主研发制造符合当前市场前景的无人机系统软件以及无人机硬件设备，旨在为客户打造个性化，一体化服务。

在无人机需求日益增长的大环境下，商用、民用领域的不断扩大，传统单一无人机的存在面临着前所未有的挑战，其功能单一、造价高昂、操作繁琐是致命因素。在如此复杂的局势中，我们另辟蹊径，致力于将无人机产业链条拓宽、做强。日前，我们公司所拥有的蜂窝补给网络、自动线路巡检、多无人机协同工作以及“乾天驭爪”系列产品的技术都具有很高的科技含量，且秉着价格低廉、操作便捷及个性化定制等优点为客户提供更加广泛的选择方案，是我们得以占据更大的市场份额。而且 本产品存在一定的技术壁垒，使得新企业进入门槛较高，从而减少的大量的竞争者。

我们将利用技术上的优势，努力开发新产品，缩短产品开发周期；本行业具有规模生产经营特点，本团队将采取规模化经营，提高团队竞争力；长远打算，本团队将进行扩张性竞争战略，努力向一体化方向发展；充足的客户资源是团队发展的根本，在保证与客户稳定良好的关系情况下，进一步扩大国内市场占有率，并向国际市场进军。我们计划通过产品，价格，个性化服务三种策略，实现在短期内回收资金，迅速提升市场占有率，实现盈利，并最终达到长期利润最大化。

西安智鹰科技有限责任公司定位无人机研发制造以及系列系统软件的研发使用，是一家专注于研发设计的高科技公司，主要面向各军兵企业以及民营商用行业为其提供无人机的个性化定制和相关产成品的销售。公司将以西安为科研中心，前期立足于合作伙伴的销售渠道，拓展品牌，建立客户群，不断完善设备系统及技术，建立品牌效应；中期完善设备技术，拓展产品覆盖面，完成公司“从局域到全域”的转变；后期进一步研究、挖掘国内外先进技术，关注客户反馈，更新完善设备系统，并积极探索海外市场。

西安智鹰科技有限责任公司，是一家由西安电子科技大学在校学生组成的新型的跨互联网界和的企业，公司位于陕西省西安市高新区。创始人吕瑞涛充分发挥个人在校所学，院校老师同学校友资源，带领团队开拓工业级无人机市场。本着“用一流的工匠精神，做服务于社会、引领全新生活方式、刷新未来行业应用的工业级无人机领航者。”的理念，主要经营项目，目标是将多旋翼无人机与双相旋翼倾转旋翼无人机相结合，辅以起降平台蜂窝网状补给，帮助传统无人机达到原本无法达到的地方，进行续航更久的作业。

公司建立初期采用直线制组织结构，由股东大会选举产生董事会，设监事会对其进行监督，聘任总经理负责管理公司日常事务，设立市场部、研发部、财务部、人事部等部门，随着公司制度和管理的逐步完善，将增设网络部、后勤部、市场部，并逐步螺丝激励措施，以保障公司日常运作。

公司预计今年将注册资金进一步扩大，公司下一期希望通过众筹的方式吸引投资，以便于扩大公司规模，完善App的开发和运用。并且我们计划通过取得本地高校的支持，与高校建立长期合作，进行更深远的产品技术研发。

在公司的财务规划之中，初期资金已主要用于办公场所租赁，固定资产，研发支出。之后的下一步融资，会根据公司产品的价格与销售计划，在实现技术的深入研发的同时，能够满足公司获取的利润用于继续扩大公司规模，更好的拓宽在工业级无人机领域的纵深发展。公司基于之前的运营状况，规划了近五年的计划，随着市场的不断扩大和产品的不断成熟，营业额、毛利润、净利润等数据均会呈现稳步增长。

一定程度上公司虽仍存在着内外部风险，但都在可控范围内。通过加大对软硬件的检测及审核力度，增强项目信用背书等方式，将控制在最低，加之我们是校企合作制企业，借助高校管理经验，进行专业指导，产品管控。

在与高校合作的同时，借助高校教育资源，能以较低的成本进行产品迭代开发，提升资金使用的合理性，科学规划，提高利润率。

无人机诞生于军用领域，因为其技术和成本而较少出现在人们的生活中。但在2006年后，民用无人机开始陆续出现在大众的视野中。2008年金融危机以来,许多行业迎来寒冬，但民用无人机行业却不然。大量的国际和国内企业开始涉足民用无人机行业，政府也在积极推进此行业的发展，民用无人机行业迎来新的发展机遇，目前民用无人机的需求和研发日渐升温。

无人机的历史可以追溯到1914年，英国皇家空军采用无线电和小飞机携带炸药结合的方式对付德国空军。然而,真正意义上的第一架无人机应该是20世纪30年代英国研制的蜂后无人机。二战期间美英等国家将无人机和传感装置相结合，利用无人机执行侦察,情报收集等任务。20世纪90年代，美国在海湾战争使用“先锋号”无人机取得举世瞩目的战果。此后，无人机逐渐得到各国军队的青睐，各国开始加大无人机的研发投入。根据美国蒂尔集团的估计，2014年全球军用无人机的费用支出约为64亿美元。21世纪以来，各国在继续加大在军用无人机投入的同时，也采取各种手段促进无人机向民用领域发展。美国国家航空航天局在2002年成立了一个无人机应用中心，致力于无人机的民用研究。以色列组建民用无人机及其工作模式的实验委员会，加强对民用无人机的管理和支持。欧洲在2006年制定了民用无人机发展线路图，加快无人机的民用化步伐。此外，韩国、日本、印度、澳大利亚和新加坡等国家也加快无人机民用化步伐。

1958年8月3日，西北工业大学研制出了中国第一套无人机系统，并在西安窑村机场试飞成功，开创了我国无人机事业的先河。20世纪60年代，西北工业大学受命研制“D-4民用无人机系统”用于航空摄影、物理探矿、灾情监视等。截至 2006 年，我国无人机行业仍主要是军用，民用无人机发展非常缓慢，几乎可以忽略。

2006 年，汪涛在深圳创办大疆科技有限责任公司专注于消费级无人机。此后，零度智控、极飞科技、亿航科技等公司纷纷成立，中国民用无人机市场开始迅速发展。2013 年以后，中国无人机市场日渐火爆,山东矿机、伊立浦、金通灵、宗申动力等大型企业纷纷采用各种方式涉足民用无人机行业；大疆科技，零度智控等公司也纷纷地加快融资步伐,以更好地适应市场的发展。

随着我国经济的快速发展，我国电力工业也得到了非常大的提升。截至2008年，110kV以上输电线路已达到近51.4万km。然而，在电力建设中，由于输电线路分布点多、面广，绝大部分远离城镇，所处地形复杂，自然环境恶劣等原因，电力线及杆塔附件十分容易发生断股、磨损、腐蚀等损伤。因此，对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行以及变化情况，成了供电部门一项繁重的日常工作。

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图3.1 无人机线路巡检起降平台

人工巡检依然是我国目前电力巡检的主要方式，其主要是通过望远镜在远处观察，精准度差；翻山越岭爬上山区的基塔检查，一来一往最少要几个小时，耗时长；林木茂密，陡峭的地方需要手脚并用才能上去，具有很大的危险性以及对工作人员的经验要求很高。巡检效率每人每天大概只能巡2支塔，效率极低，人员成本高。部分供电部门开展了载人直升机巡检项目，使用可见光及红外热像仪等巡检设备对输电线路进行巡视检查。这种方式迅速快捷，而且不受地域影响，巡检质量高，安全性高。但由于直升机电力巡检是超低空贴近杆塔及导线的精确慢速飞行，这对飞行员造成了巨大的心理压力，同时也为输电线路安全运行埋下了隐患。而且直升机续航能力不足。可进行带电作业的机型的选择范围也有一定的局限性。再就是载人直升机巡检方式在巡检费、维护、保养等费用非常高，出勤率也低。

无人直升机巡检方式是空气动力学、机械设计、飞行控制等多学科相互交叉的一种新型巡检技术。从技术角度看，无人直升机用于输电线路巡检具有这些优势：迅速快捷、工作效率高，不受地域影响；事故发生小，安全性高；机动性和灵活性强，出勤率高；机型选择范围广。它还可以可按照预先规划对复杂线路进行沿线巡检，对疑似故障点进行定点检测。从耗油、人工等费用计算，无人直升机直接消耗的费用高于人工巡检，但是远低于载人直升机。从政策与管理上看对于无人直升机巡检，我国多家电力部门正在探索其管理模式。无人直升机由于体型较小、携带方便，小型无人直升机属于航空模型的范畴，其不会涉及空域权的问题。在实际使用中，受政策限制少。

但是无人机由于机体的限制，续航能力相对直升机较差，无法完成整条线路的持续巡检。为了解决这个问题，我司自主研发了一套电力巡检系统，利用六旋翼载重无人机和双旋翼倾转旋翼无人机完成区间巡检工作，在区间交点我司设置了无人机起降平台作为调度中心，为无人机提供充放电及信息调配服务。利用该系统，可实现完全自主调度的全天候不间断的无人机电路巡检，从而降低了人力成本，摆脱了地形限制，提高了巡检效率。

目前，我国的油气管道总里程已近15万公里，为国民经济和居民的日常生活提供着重要的能源。为了保证能源传输的安全，必须对它们进行定期巡查。对于石油管线的巡检项目，尤其是长距离输油输气管道、区域性油气田断块系统而言，这些项目经常要求“短平快”，测量周期短、任务重、质量高，区域内地形、地貌复杂多变，常常穿越无人区如沙漠戈壁、森林、高山等，有时人员和测量仪器无法到达。

传统的石油管线巡检工作主要是通过安检员的定期巡查和上级督查部门的不定期抽查两种方式，都是采用人工接触方式，其劳动强度大、作业程序复杂、资源配置臃肿繁多、工效低、周期较长，往往无法按时保质保量完成测量任务。近几年，中国石油为中俄原油管道等管道租用了载人直升机进行巡护，虽然提高了管道巡护应变能力，但此方式存在安全问题和空域申请问题，受到天气、空管、高成本等多方面影响，每天过顶的时间固定，无法实现应急观测。

无人机低空摄影测量相对于载人机成本较为廉价，实施便利、运输维护、作业成本较低；它不仅可以完成长输管道、油气田领域内可行性研究、初设、施工图各阶段测量工作，还可以开展管道监测与维护工作；可以省去耗时耗力的人工测量，航测成图速度快，信息反馈及时，提高工作效率。

2010年之前，我国民用无人机市场规模小，增长速度也比较缓慢，运用领域也基本只是在灾害救援、地图测绘等领域。但在2010年之后，我国工业无人机的市场规模扩张迅速：2015年中国民用无人机市场销售规模为24.0亿元；2016年中国工业无人机市场销售规模为42.0亿元；2017年中国工业无人机市场销售规模达67.3亿元，同比增长60.2%。

因为前几年工业级无人机技术较为高端，对发动机、飞控/航电系统、任务载荷要求很高，传统航空制造企业凭借配套齐全的产业体系和有人驾驶飞机多年的研发经验，具备能力基础。而随着技术门槛下降，工业级无人机研发难度下降，同时中低端无人机具有机身结构简单、制造周期短的特点，科研院校相对优势明显。

2017年6月，工信部联合国家标准化管理委员会、科技部、公安部、农业部、国家体育总局、国家能源局、民航局等部门发布了《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南（2017-2018年版）》。2017年12月，工信部正式印发《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》，提出到2020年，我国民用无人机产业产值达到600亿元，年均增速40%以上。2025年，民用无人机产值达到1800亿元。随着国家政策逐步落地，市场发展愈发成熟，我国无人机产业或将迎来新一轮爆发。

民用无人机市场的迅速发展，正是因为无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。相比消费级无人机的火爆，工业级无人机市场虽然发展缓慢，但前景巨大。

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图4.1 2015-2018年中国民用无人机市场规模情况

我国从事无人机行业的单位有300多家，其中规模比较大企业有160家左右，形成了配套齐全的研发、制造、销售和服务体系。目前在研和在用的无人机型多达上百种，小型无人机技术逐步成熟，战略无人机已试飞，攻击无人机也已多次成功试射空地导弹。 中国2014年无人机销量约2万架，预计到2020年中国无人机年销量将达到29万架。未来几年将保持50%以上的增长，2014年中国民用无人机销售规模已经达到40亿元。从发展前景来看，无人机已经应用在航拍、快递、灾后搜救、数据采集等领域，表明无人机的发展潜力巨大。

和国际市场相似，军用和出口（出口基本是军用无人机）这2个市场是中国无人机行业最主要的两个市场，合计贡献行业90%收入来源。即军用无人机和民用无人机=9：1。

本公司合作研发的系列无人机定位于军用与民用两个落脚点。在充分分析两个市场各自的需求之下，我们自主研发制造符合当前市场前景的无人机系统软件以及无人机硬件设备，旨在为客户打造个性化，一体化服务。

本公司自主研发的系列无人机产品较同行业相比成本低廉，市场运用面广泛，科学可行，操作简便。基于当前无人机的消费市场需求来看，小型无人机可广泛应用于防灾减灾、搜索营救、核辐射探测、交通监管、资源勘探、国土资源监测、边防巡逻、森林防火、气象探测、农作物估产、管道巡检等领域。智鹰科技系列无人机的航空作业稳定性高、操作简便，在洪水、旱情、地震、森林大火等自然灾害实时监测和评估方面特别具备优势。

电力系统的稳定运行关系着人民主活和生产活动乃至国家和社会的稳定，电力系统的每一次故障都有可能给社会造成无法估量的损失。因此变电设备能否安全运行决定着电能能否安全传输，由于变电设备长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的作用，而且还经常受污秽、雷击、强风、沉陷、地震和鸟害等外力侵害在加上设备各元件老化、疲劳、氧化和腐蚀，如不及时发现和消除，就可能会发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定构成威胁。所以对这些电力设备的巡检是重要的工作环节，设备巡检是有效保证电力系统安全的一项基础工作。巡检的目的是掌握设备运行状况及周围环境的变化，发现设备缺陷和危及设备安全的隐患，保证设备的安全运行和电力系统稳定。而传统的人力巡检存在以下三个问题：

1、巡检不到位、漏检，或者不准时；

2、手工填报巡检结果效率低、容易漏项或出错;

3、管理人员难以及时、准确、全面地了解设备状况及对巡检进行有效监督。在这三个问题的基础上，我们都很清楚：

1)电力巡检系统是电力系统安全的必然要求。电力系统是一个由众多发电、输电、变电、配电、用电设备连接而成的大系统，随着大容量、超高压、交直流混合、长距离输电工程的投入运行，系统复杂性显著提升。输电、变电、配电设备是电网稳定可靠运行的关键，努力提高电网安全运行能力、维护电力系统安全稳定成为国家能源安全的必然要求。而电力系统智能巡检是保证电力设备健康运行的必要手段，国内庞大的电网规模和输变电设备存量，以及智 能电网建设对自动化、智能化设备的投资，客观上为电力设备智能巡检业务提供广阔空间。

2)在线巡检对传统巡检模式必然需要转变。输电设备巡检模式大致可分为故障巡检(BM)、周期性巡检(TBM)和状态巡检(CBM)三种。由于状态巡检可以克服定期检修方式下的局限性，能够及时发现潜伏性故障，降低事故率，并通过提高检修的针对性，提高设备使用率，减少停机时间和开停机次数，延长设备使用寿命，因此随着电网规模扩大与智能化水平提高，这种预防性巡检必然替代以往传统的巡检模式。

3)人工替代下电力系统自动化巡检是必然选择。传统的变电站、配电站房巡检主要是通过人工方式，结合检测仪器对变电设备进行简单定性的检查，该方式存在劳动强度大、检测质量差、主观因素多等缺陷。近年来，随着信息技术发展和危机监控技术在变电站、配电站房的推广使用，智能巡检系统因其灵活的控制、运行方式、不受天气因素影响等优点，逐渐在无人值班或少人值守的变电站和配电站房执行巡检任务，为及时发现和消除设备缺陷，预防事故发生，确保设备安全运行发挥了一定的作用。

而我公司研发的电力设备巡检管理系统，借助六轴重载无人机及双旋翼倾转旋翼无人机，很好的解决了传统设备巡视方式的弊端，能够实现航空检测以勘探未知地区地形地貌；且由于双旋翼倾转旋翼无人机通过机翼提供足够的升力，进而实现了超长的续航里程，以更好的完成巡检工作。

在油管检测方面，我公司通过基于深度学习的全自动平台巡检系统，以供给无人机续航，弥补现在固定线路巡检无人机的一大缺点。

我公司的智能化巡检系统，无论在技术应用和功能实现方面，还是成本控制方面都对电网巡检运维的安全性、可靠性、稳定性产生积极作用，满足了目前市场的极大需求。

市场规模：

1.智能无人巡检是智能电网发展的趋势：

智能巡检无人机提升电网巡检运维的安全性、可靠性、稳定性。常用电网运维检测方式主要包括带电人工检测、带电在线监测和离线检测三种。巡检无人机则能有效代替人工，承担操作难度大、精度要求高的设备检测工作。在变电站自动化系统方面，欧美等发达国家变电站的远程监控可靠性和实用性均高于国内，西欧、北美、日本等发达国家的绝大多数变电站，包括许多500kv、380kv的变电站也都已实现无人值班，所有225/20kv变电站都由调度中心集中控制，当电网发生事故时，调度中心可以直接进行必要的处理。

未来，随着无人机技术和行业智能化水平的不断提高，无人机产品将在更多领域内得以应用，推动电力行业运维方式的革新以及精益化管理水平的提升。

2.电力巡检无人机行业发展蓝海，长期总需求空间可达 1570 亿 ：

电力巡检系统目前渗透率不足5%，行业刚刚起步。根据电力企业联合会统计和预测，目前国内110kv及以上变电站数量超过20000个，预计2020 年将超过30000个。全国297个地级以上城市(含4个直辖市)大约拥有配电站30万座。巡检无人机长期总需求空间可达1570亿。根据根据国家电网十三五规划，2016-2020年期间要实现新建变电站智能化率100%，2020年新建电站约8000座，原有110kv及以上的变电站智能化率改造率100%，将逐步实现智能化和无人值守。

3.巡检无人机渗透率有望加速提升，未来三年总需求达300亿：智能电网投资比重不断加大。根据国家电网公司出台的《国家电网公司“十二五”电网智能化规划》，第二阶段 (2011-2015)的投资总额调整为 2861.2亿元。而根据中电联数据，国家电网2011-2015年总投资额为 17358亿元，智能电网投资占比为16.48%，相比之前的规划，智能电网占比提升4.8个百分点。

巡检无人机助力泛在电力物联网，作为智能电网的关键环节未来几年渗透率有望加速提升。2018年11月27日，《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》发布，并提出了“立足国情，面向未来，打造与我国经济发展相适应的工业互联网生态体系，使我国工业互联网发展水平走在国际前列，争取实现并跑乃至领跑”的发展目标。2019 年 3 月 4 日召开的两会上，又重点提出加快网络改造升级，夯实工业互联网的发展基础。在国家政策的力推下工业互联网将成为未来几年发展的重心。工业互联网也是智能电网建设的核心，国家电网公司在 2019 年两会报 告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是要建设运营好“两网”,这里所说“两网”分别是“坚强智能电网” 和“泛在电力物联网”。泛在电力物联网这个名词首次出现在国家电网公司的两会报告中，成为和坚强智能电网相提并论的重点工作。而用于智能检测、智能采集的巡检无人机是电网实现工业互联的关键环节，未来几年渗透率有望加速。

在这个“天地尽秋气，千秋尚凛然”的世界，有命运与时代的激烈冲撞，有虽九死其犹未悔的价值追求，有以明丽的光芒照亮的人性角落。早期工业无人机设计前辈们苦渡长夜的智慧与坚韧，是我们这个喧嚣世界里永不迷失的石路，是我们从此岸到达彼岸的涉渡之舟。以大疆为首企业的命运轨迹，对真与善的守护，我们智鹰科技对梦想的接力，无不回应着大时代的呼吸与脉动。

我们的无人机线路巡检系统，有着空前绝后的体量与弹性。我们以无问西东的姿态，断然放弃那些没用、自我迷醉的情怀与那些纯粹着眼赚钱抄袭，在同行瞻前顾后、粉饰抛光的同时，智鹰科技扎扎实实地致力于救援、线路巡检，我们坚定不移地相信，时间最终会站在我们这一边。

在无人机制造模型，综合使用性能，价格和技术为各企业之间竞争最主要的壁垒，同时产品的差别化也在起着重要的作用。而我们所研制的系列无人机产品依托当前市场最迫切的需求，个性化定制，采取软硬件并行开发的模式，建立了一个系统完整的商业模式，不但在技术上处于行业前列，在价格上也具备竞争者无可比拟的优势。

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图4.2 壁垒分析

当我们在市场上发展成熟之后，将利用自身在该行业内的影响力以及规模效应，为新进入者构筑新的市场壁垒，同时坚持“引领科技潮流、铸造民族品牌”，加大技术研发力度，在各个方面不断创新， 使我们的产品永葆活力。

本系统以六旋翼无人机作为，该无人机可载重10kg到15kg。

无人机主体结构采用碳纤维板材切割而成，强度高，密度小，有利于减轻无人机总重，连接部分采用铝合金外刷漆防锈制成，结构强度高，末端连接一体化防水动力套装，既对称美观又不易在飞行过程中偏坠。

无人机最上方安装有激光雷达，用于生成障碍物点云图从而感知周围障碍物。无人机前下方倒置一个云台相机，用于操纵者观察正前方视频画面。无人机内部安装有机载电脑，机载电脑用于对协助飞控对飞行过程中的各种传感器数据进行储存和分析，从而控制其他机载设备。

该产品可以实现多无人机协同工作、自动起降平台蜂窝补给以及基于深度学习的无人机自动巡检作业，具有较高的精准度。

如何找到一种既能垂直起降又具备较长续航时间的无人机，一直是无人机市场的痛点问题。双旋翼倾转旋翼无人机恰好能解决这一痛点，能够在保证固定翼高速巡航的前提下，兼具旋翼飞行器的垂直起降能力，起降受场地限制较小，有很高的灵活性。双旋翼类型的倾转旋翼，即在机翼两端安装旋翼系统，内部通过涡轮发动机来驱动旋翼系统，发动机部分可以绕着机翼轴转动，当处于垂直起降模式时，发动机向上，过渡到固定翼模式飞行时，发动机向前倾转，提供固定翼水平向前动力。这样以提供很好的平衡性，及充足的上升力。满足垂直起降的需要。

全自动可升降无人机起降平台，包括：平台本体，用于提供无人机的搭载平面，平台本体底部具有万向轮；升降系统，包括驱动装置和多个推杆，所述驱动装置安装在搭载平面上，多个推杆均布在平台本体的侧壁上，驱动装置输出动力至推杆以使平台本体升降。升降系统为液压系统或气动系统，驱动装置为油栗或者空压机，驱动装置与多个推杆通过导管连接。

我们采用升降无人机起降平台，能够不需要人工或者起吊设备搬运，使其能够从地面装载到货厢中，亦或从货厢卸载到地面。以供无人机的平稳升降。

目前，我国的高压线总长已达159万公里，建立塔桥超过710余万座，每年的电力巡检操作超过20亿次，在2020年市场容量达52.5亿元，中长期潜在市场规模达到123.3亿元/年，另外，在风力发电叶片巡检、光伏发电板巡检、地震灾区及时侦查等7个行业，已调研的市场需求千亿级，引领无人化线路巡检发展，工业公共设施维保预计全球市场总需求万亿级，而无人机全自动化巡检市场仍然空缺，因而我们的无人机巡航作业系统具有极大的发展空间和潜力。

智鹰公司致力于设计构造一个完整的无人机巡航作业系统，目前实现无人机智能作业、蜂窝补给系统以及无人机电力巡检系统都是旗下较为成熟的项目。

当前市场上投入使用的无人机还存在许多不完善的方面，例如作业时间较短，作业缺乏自主性多靠人工来进行维护、操作等，但在一些大型项目中，这也意味着成本的增加和危险的增长。智鹰科技公司设计制造的无人机智能作业系统、蜂窝补给系统以及无人机电力巡检系统完美的克服了这些难题，解决了当务之急。

我们的无人机智能作业系统已实现了无人机的智能操控以及远程控制。通过一个总的控制终端，操控无人机的巡航路径，作业半径，飞行时间。旗下的设计的蜂窝补给系统配置有自动起降平台，当无人机出现电力不足，或是外界作业环境极剧变化不再适合飞行时，无人机机载计算机会迅速做出最优决策，为无人机设计最便捷的路线自动回到补给平台，进行休整和补充电量;系统也会自主根据环境与作业日程的要求，重新设计一个最佳作业时间，这时，通过终端控制总系统实现无人机的自主调控作业。

在知识产权的保护方面，该款产品保持快市场一步战略。从立项之初便在申请核心技术专利5项，具体如下：

1.基于双旋翼傾转旋翼的控制程序软件

2.一种可组网式物流运输无人机

3.新型傾转旋翼物流无人机外观设计

4.新型可适用于物流运输的编队无人机

5.无人机自主协同技术

6.无人机起降平台机械设计

在电力巡检系统中，已有的模式主要依赖于人工，不仅具有“三高”风险，而且每小时的成本超过40万元，每年的巡检次数大于20亿次，足以见其成本之高、效率之低。智鹰科技公司自主设计的无人机电力巡检系统能够很好的弥补这些缺陷。通过蜂窝补给系统，无人机在作业巡航时发现问题点，当出现能耗不足或环境急剧变化的情况时，机载计算机会根据百度地图为无人机设计最佳返航路径，回到最近补给站点，实现自主降落。且目前的自主起降平台的设计可以使无人机悬停、起飞脱离人工控制，不仅大大减少了搭建起降跑道的建设与维修成本，也省去了巨额的人力成本。

本公司自主研发的无人机作业系统可以应用于许多不同领域，在电力塔以及输油管道的自动巡检、多无人机智能协同工作以及无人机能量补给方面都有着较好的应用前景。

智鹰科技公司旗下自主设计研发的无人机电力巡检系统，能够很好的借助六轴重载无人机及双旋翼倾转旋翼无人机，解决了传统设备巡视方式的弊端，能够实现航空检测以勘探未知地区地形地貌；且由于双旋翼倾转旋翼无人机通过机翼提供足够的升力，进而实现了超长的续航里程，以更好的完成巡检工作。

智鹰科技旨在研发的无人机低空摄影测量相对于载人机成本较为廉价，实施便利、运输维护、作业成本较低；它不仅可以完成长输管道、油气田领域内可行性研究、初设、施工图各阶段测量工作，还可以开展管道监测与维护工作；可以省去耗时耗力的人工测量，航测成图速度快，信息反馈及时，提高工作效率。

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我们的无人机目前已实现智能操控以及远程控制，当环境要求多无人机协同工作时，我们的系统可以通过一个统一的输出端对场外作业的无人机进行操控，且在进行之初就规划出最优的作业分配方案以及巡航路径，确保作业能够最好最快的完成。

当无人机需要进行远程作业时，其电力能源的供给短缺以及其在作业环境中可能会遇到的突发情况都会导致无人作业过程的中途暂停，智鹰科技旗下研发设计的蜂窝补给系统便巧妙地解决了这一问题。蜂窝补给系统配置有自动起降平台，当无人机出现电力不足或是外界环境急剧变化不再适合作业时，无人机机载计算机会根据百度地图API自动寻找最近的起降平台并与其通信，进而规划最佳飞行路线并避免与周围环境碰撞。此时起降平台通过内置的校验软件比对无人机的ID是否与目标ID一致，确认后起降平台将会夺回无人机的控制权并指导无人机自主降落。对于在补给平台的悬停以及充电续航包括下次的作业起飞流程全程可实现自动化。调控原则是根据环境和作业要求日程，重现设计出最佳作业时间。

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图5.3 激光雷达环境感知示意图

激光雷达的必要性：相比相机激光雷达的优点在于，其探测距离较远，而且能够准确获取物体的三维信息另外它的稳定性相当高，鲁棒性好。

通过以上的设计，最终实现对环境的感知还有无人机的自主控制。SLAM建图和和无人机的自主控制的设计，能保证无人机的安全飞行，即使在遥控信号丢失的情况下，依然能通过自主的控制保证飞行器的安全。

本项目采用强化学习中的Q学习算法和RBPF的方法，效果较为稳定，根据激光雷达和里程计的信息，对环境地图进行感知构建，并实时对自身状态进行调整和估计。所以即使无人机在环境复杂的山区和灾区，也能够安全得进行飞行和线路巡检。

无人机的自主化工作需要无人机对外界的环境有清晰的感知，需要利用小型机载激光雷达实现。本项目通过单线的激光雷达的实现辅助控制。并使用基于cartographer的图优化算法实现导航和SLAM即时建图等功能。

该六旋翼无人机机载云台采用simpleBGC俄制三轴云台，具有三个小功率微型精密减速电机，含有水平（YAW），横滚（ROLL），俯仰（PITCH）三个轴，每个轴都由无刷直流电机组成，响应速度较快。其示意图如下：

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图5.4 三轴云台示意图

无人机倾转旋翼采用的是双旋翼倾转结构，后加平衡辅助螺旋桨，经过多代结构优化，采用数字舵机直扭转结构，增快响应速度，提高倾角精确度。结构零件使用高精度3D打印，受力结构使用碳纤维。无人机为木质和塑膜材质，在确保安全强度的同时具有易于升级优化的优点。

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图5.5 倾转旋翼结构模型

具体来说，倾转旋翼系统既要适用于高速前飞，又要兼顾垂直悬停效率，桨叶的形状、扭转及桨毂形式的设计都不同于常规的旋翼。而且，在机翼两翼尖处要安装旋翼系统，旋翼轴要相对机翼倾转，这就对机翼强度和气弹稳定性提出了更高的要求。这其中也涉及到复合材料方面的技术工艺研究，比如桨叶需要采用弯扭耦合特性更强的复合材料制造，同时也需要复合材料设计优化桨尖形状。另外，如何在不影响飞机的整体强度的前提下，减轻飞机自身的重量，使飞机承担更多的负载，实现更远的航程，需要精细和合理的结构设计。因此，综合考量各方面要求的设计才能很好的保证飞机的控制精度，减少控制难度，保证飞机的飞行安全，且合理的解决重量与强度之间的矛盾问题。

在飞控系统开发时，对无人机各个姿态进行受力分析之后得到最初的控制模型，利用PID算法为核心控制算法，矢量状态利用卡尔曼滤波，姿态解算时加入遗传算法确定无人机各项参数，并进行数据处理。数据校准对数据做差分处理，减少数据误差，并通过处理器发出相应硬件指令。

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图5.6 遗传算法图解

本公司采用ATK-S1216F8-BD模块。该模块是ALIENTEK生产的一款高性能GPS/北斗模块，模块核心采用 SkyTraq 公司的 S1216F8-BD 模组，并可以通过 SkyTraq 协议对模块进行配置。该模块具有167个通道，追踪灵敏度高达165dBm，测量输出频率最高可达 20Hz。GPS/北斗模块成功定位后，可以通过串口得到当前地点的经纬度、高度、速度、定位模式、用于定位卫星数、可见卫星数和 UTC 日期时间等信息。模块默认的 NMEA 数据输出速度为 5Hz；默认的 PPS 蓝灯闪烁情况为 100ms 灭，900ms 亮。通过北斗/GPS定位模块能够提供更加精确无人机的姿态信息以及位置信息，做动态分析。

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图5.7 导航定位模块

本公司自主研发的无人机起降平台可兼容自主研发的多旋翼机型和垂直起飞机型。对于大疆经纬系列的产品，亦可安装本项目自主研发的远距离通信模块，通过FHSS技术实时与起降平台无线通讯，通过Onboard SDK与无人机飞控进行通讯，并引导无人机自主起降及多机管理。

起降平台分为箱体，盖板，升降机构，滑盖机构，校正滑轨以及电池抽取机械臂几大部分。箱体采用KT板设计，结实耐用，具有较强的防水能力。上盖板上方安装有两套600mm直线电动滑轨，当无人机降落至平台上盖时，该电动滑轨可自动地将无人机位置进行校正，对降落后的无人机进行位置姿态的微调，使其机体位于起降平台正中心，方便后续的充电补给功能。

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图5.8 起降平台机械结构设计图

在确定无人机位置已归中后，平台升降机构缓缓下降，平台上盖下方安装的四个电动推杆在控制板的控制下准确地将无人机下降至预设高度，而后通过三自由度机械臂将无人机电池取下并推入充电座。

起降平台机载的tk1开发板安装有高速5G物联网通信模块，可实现2.4G与5.8G全双工及半双工通信。当多个起降平台同时工作时，每个起降平台均可对外广播其传感器信息及相关数据。我司生产的每台无人机均预装400MHZ全双工通信模块，可不间断地对外广播其经纬度、状态及飞机编号等数据，同时可监听与其同频道的信息。不同于ADS-B发射接收模块，我司自主研发的通信模块可大幅度提高抗干扰性，采用的400MHZ频率通讯模式不会对民航飞行器造成任何干扰。

当无人机需要降落时，无人机板载计算机通过Onboard SDK调用百度API，自动与最近的起降平台联络，并取得对应的响应信号。起降平台板载计算机将通过校验软件比对无人机ID与目标ID，避免因错误降落引起的事故。校验ID正确后，起降平台将主动夺回无人机控制权。而后，无人机在起降平台的引导下打开下视摄像头，参照起降平台降落辅助灯校对自身位置，确认无误后进行降落。D-RTK技术的应用使无人机降落精确度可达厘米级别，外加下视视觉辅助降落系统，无人机得以精准降落与起飞，极大地提高了自动起降效率与安全性。

起降平台沿固定巡检线路布置，每两个起降平台之间距离5km到8km.采用无线链路动态适应技术进行通信，信号广播距离可达10km。在这个蜂窝补给网络中，每个起降平台既有收发数据的能力，又有处理数据的能力。起降平台安装的tk1开发板可对接收的数据根据已知的深度学习训练集进行分类与整理，而后将数据发送至云服务器端。多个起降平台之间采用网络、计算、储存、应用核心能力为一体的开放平台，提供最近端服务；其计算平台在边缘侧发起，极大地提升了数据响应速度，有效地减轻了云端中央服务器的负载。用户可登录指定的网站查询各起降平台的详细数据，并通过可视化界面以图