Внедрение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) изменило многие отрасли человеческой деятельности: например, в археологии дроны позволяют изучить даже труднодоступную местность и составить карты,  в промышленности и энергетике осуществляют мониторинг объектов, в сельском хозяйстве применяются для обработки полей и контроля состояния растений, без съемки с воздуха уже не обойтись при производстве рекламы и кино.

По информации американской компании IMARK Group, в 2021 году мировой рынок беспилотников оценивался в $22,1 млрд. Ожидается, что к 2027-му он достигнет $43,4 млрд, а среднегодовой темп роста в 2022–2027 годах составит 12,56%. [1]

Очевидно, что это перспективный рынок, и разработчикам важно вовремя нащупать на нем правильную нишу. В этом может помочь научное прогнозирование развития отдельных объектов техники в сфере БПЛА.

Какие же элементы дронов будут иметь высокий коммерческий потенциал? Поделюсь некоторыми прогнозными выводами, сделанными мной на основе патентного исследования беспилотных летательных аппаратов.

В результате анализа более чем 57 тыс. патентных документов мирового патентного фонда с использованием баз данных патентных ведомств Европы, США и КНР [2] я для начала определил ведущие страны и компании в этой технической отрасли.

В таблице 1 продемонстрировано распределение патентных документов в области БПЛА по странам публикации.

Лидирующие позиции занимают КНР и США, которые значительно опережают остальных.

В таблице 2 отображены ведущие компании-заявители, среди которых, кроме представителей вышеуказанных стран, представлена компания LG Electronics из Южной Кореи.

В результате исследования отобранных документов были выявлены основные конструктивные узлы БПЛА, которые показаны на Рис.1

Одними из важных параметров управления БПЛА являются контроль полета и определение расстояний до различных объектов. И существенную роль в данных процессах играют системы обнаружения света и дальности с использованием лазеров. Именно поэтому было решено сосредоточиться на анализе датчиков.

Информация о датчиках выявлена в 8456 патентных документах, которые в итоге были разделены на 8 подгрупп – в соответствии с функциональными особенностями этих устройств, как указано на Рис. 2.

Из документов, содержащих сведения о датчиках высоты, положения, расстояния и магнитного поля, были отобраны те, что относятся к системам обнаружения света и определения дальности (c англ. «Light Detection and Ranging», LiDAR). Такие системы позволяют измерить расстояние до объекта на основе времени пролета света, генерируемого лазером.

В результате более детального изучения 1275 патентных документов мной составлен динамический ряд патентования по данному объекту техники и определены ведущие страны-заявители, что отражено на Рис. 3.

Как видим, динамика патентования в области использования лидарных систем в БПЛА за последние 5 лет выросла в 3 раза, что свидетельствует об ускоренном развитии этого объекта техники и предоставляет дополнительные возможности разработчикам в части лазерного оборудования и программной обработки результатов.

На основании исследования можно сделать следующие выводы:

1. синхронизация по времени данных модуля высокоскоростной лазерной локации, модуля спутниковой навигации (GNSS) и модуля инерциальных измерений (IMU) будет принципиально важной в системе обнаружения света и дальности с использованием лазеров (LiDAR) и потребует специализированного программного обеспечения;

2. использование нескольких лазерных излучателей во вращающемся устройстве в сочетании с MEMS-сканером (микроэлектромеханической системой) поможет улучшить позиционирование и контроль полета беспилотников в пространстве и времени и потребует специализированного программного обеспечения;

3. применение системы обнаружения света и определения дальности позволит одновременно контролировать несколько БПЛА, выполняющих различные задачи, и потребует мощного программного обеспечения с искусственным интеллектом.

На эти области разработки в части беспилотных летательных аппаратов я бы рекомендовал обратить внимание.

---

[1] Рынок беспилотных летательных аппаратов: глобальные отраслевые тенденции, доля, размер, рост, возможности и прогноз на 2022-2027 годы.

[2]  Базы данных Европейского патентного ведомства, Ведомства по патентам и товарным знакам США, Национального управления интеллектуальной собственности Китая.

Фото: Unsplash (обложка)