泰安做网站建设的公司,网站建设 业务走下坡,易思腾网站建设,北京精兴装饰公司来源#xff1a;鲜枣课堂/xzclasscom说到无人机#xff0c;大家一定都非常熟悉。是的#xff0c;最近这些年#xff0c;无人机可以说是爆发式发展。以前#xff0c;它仅用于神秘的军事用途。如今#xff0c;却在我们的日常生活中见怪不怪。我们身边出现了越来越多的无人机… 来源鲜枣课堂/xzclasscom说到无人机大家一定都非常熟悉。是的最近这些年无人机可以说是爆发式发展。以前它仅用于神秘的军事用途。如今却在我们的日常生活中见怪不怪。我们身边出现了越来越多的无人机爱好者众所周知我们正在大步迈向5G时代。在各类媒体上关于5G的报道蜂拥而至。其中很多报道同时出现了“5G”和“无人机”这两个字眼。那么作为最受欢迎的通信技术和最被看好的“科技玩具”5G和无人机之间究竟有什么样的关系两者的结合会摩擦出怎样的火花5G又是否会改变无人机的未来今天的文章就让小枣君给大家做一个详细的解读。 一分钟快速了解无人机 首先我们还是先来了解一下无人机的一些基本知识。无人机其实就是无人驾驶飞行器UAVUnmanned Aerial Vehicle的简称。更准确来说无人机就是一种利用无线遥控或程序控制来执行特定航空任务的飞行器。它和常规飞机最大的区别当然就是飞行器上面是否搭载了人员。也有人说无人机就是一种会飞的机器人无人机这个东东的历史其实并不算短。早在100年前的一战时期世界上第一架无人机就已经出现了。最早期的无人机在这之后的漫长岁月里无人机一直都是用于军事用途例如作为靶机、侦察机等。老美的“火蜂”靶机无人机进入21世纪军用无人机发展到惊人的程度成为战场的主角也成为万众瞩目的焦点。大名鼎鼎的美国MQ-9死神无人机侦查打击样样精通无人机技术的不断成熟加上市场的迫切需求开始刺激它向民用领域发展从此一发不可收拾衍生出各种各样的民用机型和应用。这些无人机种类繁多特点鲜明用途广泛。按飞行平台构型可以分为固定翼无人机、旋翼无人机、扑翼无人机、伞翼无人机、无人飞艇。还有按尺寸的分类民航总局管理时主要依据这个按任务高度或者活动半径的分类总之五花八门品类齐全。我们见过最多的同时也是我们这篇文章的重点研究对象就是下面这种民用旋翼无人机。枣君一直想拔草可惜没空qian这类无人机目前被广泛用于各个社会领域给我们的工作和生活带来了很大的改变。例如无人机播撒农药、无人机物流、无人机拍摄电影、无人机灯光秀等等。无人机播撒农药无人机配送快递无人机晒内裤。。。什么是“网联无人机”民用旋翼无人机通常由以下几个部分组成机架、动力系统、飞控系统、挂载系统。旋翼、电机还有机架内的电池都属于动力系统当然除了无人机本身还有地面的控制系统。目前的无人机主要还是人为控制的。所以我们在外面看到别人使用无人机都是使用遥控系统进行操控。就像这样这种操控方式属于点对点通信。遥控器和无人机之间的数据传输是采用Wi-Fi或蓝牙的方式。正如大家所知道的Wi-Fi或蓝牙的通讯距离非常有限。以Wi-Fi为例通常只能控制在300~500米的视距范围以内特定条件限制下可以达到1公里以上。蓝牙就更不用说了。所以这种方式很大程度上约束了无人机的飞行范围。作为无人机的操控者通常称为“飞手”一般是不敢让无人机飞得太远的。如果飞远了可能会导致无人机和飞手之间的通讯中断甚至“炸鸡坠毁”。坠毁的无人机于是人们想出了一个全新的无人机通信方式那就是——网联无人机。网联无人机其实就是利用蜂窝通信网络连接和控制无人机。更简单来说就是利用基站来联网无人机。无人机蜂窝通信基站相对于Wi-Fi蜂窝基站拥有更广阔的覆盖范围将使无人机的通讯更加灵活、可靠。大家如果对无人机稍有了解的话一定听说过“图传”和“数传”这两个词。“图传”就是传输图像将无人机吊舱相机拍摄的视频或图像画面传回到地面上。无人机的相机吊舱“数传”就是传输数据。无人机上面有很多传感器数据和飞行数据将这些数据传回到地面就是数传。无人机与地面的通信主要是三种目的图传、数传和遥控。图传对无人机通信能力的要求可以说是最高的。如果我们使用Wi-Fi点对点通信通信距离一般不超过500米*图传能力可以达到1080p分辨率1920×1080属于超清每秒30帧左右。*像大疆这样比较厉害的厂家自己搞了一个OcuSync图传类似Wi-Fi也用2.4GHz频段的技术号称图传距离可以达到7公里1080p。如果用网联无人机4G LTE蜂窝通信技术当网络基站覆盖到位的话理论上可以说是不受距离限制。图传能力的话目前主要是720p分辨率1280×720左右。无人机图传回来的图像如果是无人机航拍因为距离较远720p或1080p的分辨率并不算清晰一些特定场景下例如查看设备指示灯和人脸识别等还是不能满足用户的需求。除了速率带宽之外我们再看看其它方面。在定位方面现有4G网络在空域定位精度约为几十米如果采用GPS定位精度大约在米级在一些需要更高定位精度的应用方面例如园区物流配送、复杂地形导航等必须考虑增加基准站提供辅助才能实现。在覆盖空域方面4G网络只能覆盖空域120米以下的范围应用。在120米以上一些高空需求例如高空测绘、干线物流等无人机容易出现失联状况。总而言之目前4G网络和Wi-Fi网络下的无人机应用场景限制太多用户受众规模太小导致它在消费市场难以得到普及也制约它的长远发展和价值发挥。5G和无人机 当当当当我们的5G终于闪亮登场正因为4G和Wi-Fi的不给力于是乎我们需要更牛逼的蜂窝通信技术那就是5G。5G究竟会给无人机带来什么我们一个个来看。首先还是刚才说的图传。5G众多特点中排第一位的当然就是超宽带。5G的理论带宽可以达到20Gbps以上。目前已建设的实验网络中也普遍达到了1Gbps的速率这个速度是4G LTE的十倍以上。在这个速率的支持下别说720p和1080P就连4K甚至8K的超高清视频都能完美支持。相比于地面传统摄像头静态、低纬度的视角无人机搭配5G将实现动态、高纬度的超高清广角俯视效果也就是超高清的“上帝视角”。无人机航拍更厉害的是相比于传统无人机只能用单镜头相机拍摄在5G的加持下无人机可以吊装360°全景相机进行多维度拍摄。VR全景相机吊舱地面上的人员可以通过VR眼镜自由进行全方位多角度观看。换句话说无人机真正成为了“天眼”非常清晰而且一览无余。只有带宽当然是不够的。5G网络还具有超低时延的特性能够提供毫秒级的传输时延低于20ms甚至达到1ms4G LTE是50ms以上。这将使无人机响应地面命令更快地面飞手对无人机的操控更加精确。5G还可以提供的厘米级定位精度远超LTE的十米级和GPS的米级。如此一来完全可以满足城区这样复杂地形环境的飞行需求。5G所采用的Massive MIMO大规模天线阵列以及波束赋形技术可以灵活自动地调节各个天线发射信号的相位不仅是水平方向还包括垂直方向。3D-Beamforming这样的话有利于一定高度目标的信号覆盖满足国家对500米以内低空空域监管要求和未来城市多高楼环境下无人机120米以上的飞行需求。在无人机的飞行数据安全保障方面相比4G或Wi-Fi5G也有明显的优势。5G的数据传输过程更加安全可靠无线信道不容易被干扰或入侵。5G除了解决无人机和基站之间通信能力的问题之外在无人机系统支撑平台上还有很大的改进提升。一个完整的无人机系统包括空中部分和地面部分。传统Wi-Fi点对点通信地面部分只有遥控器和手机能力非常有限。而网联无人机可以提供强大的平台支撑结合云计算网联无人机的地面平台可以提供更大容量的数据存储更彪悍的计算能力为异地的更多地面人员提供服务例如视频观看。凭借5G的海量连接特性5G网络可以接入的无人机数量也几乎是无限的每平方公里可以接入100万个终端。5G的边缘计算能力也有用武之地。可以在5G基站附近设置边缘计算中心无人机相关的数据可以在边缘计算中心完成计算而不用送往更远的云计算中心从而保证了低时延未来服务于无人机的自动驾驶。甚至5G所提供D2DDevice to Device通信能力可以让无人机与无人机之间实现直接通信更好地服务于自动驾驶和机群协同。D2D通信总而言之5G所赋予的高带宽、低延时、高精度、宽空域、高安全可以帮助无人机补足短板解锁更多的应用场景满足更多的用户需求。简单来说两个字牛逼5G无人机的应用场景 说了那么多我们来5G无人机的具体应用案例。首先我们来看看线路巡检这也是现在5G无人机应用中经常被提到的。现在我们国家的电网输电线路设备还有运营商的宏站设备经常位于野外荒无人烟的地区甚至是崇山峻岭地区。对这些设备进行运营状况检查以往只能采用人工巡检的方式成本高风险大时间久效率低。为了检查到位人员往往需要高空爬塔有很大的风险采用无人机进行巡检可以对设备进行360度全方位高清视频检查4K甚至8K的清晰度足以查看设备的各项细节甚至仪表参数和指示灯也能够完成数据采集和存档。无人机巡检本月初东莞联通和供电局进行的配电站5G无人机巡检而且无人机可以根据需要选择不同的相机吊舱例如高清变焦相机、红外相机、夜视相机、激光雷达等获得更为准确和详实的影像信息。高压线路故障紫外图像如此一来降低了风险缩减了时间提升了巡检效率也能够大幅削减成本。5G无人机还可以搭载特殊吊舱在低时延精准操作下进行一些特殊的处置无人机喷火清障烧掉风筝之类的杂物除了电网巡检和基站巡检之外输油管道巡检现在也开始采用无人机。对于我们通信行业来说除了可以使用无人机巡检基站之外还可以使用无人机进行网优路测。在南京青奥公园的无人机网优测试再来看看交通管理和陆空协同方面的5G无人机应用。相比于传统道路监控5G无人机的机动能力更强灵活性更高可以在第一时间到达现场。5G无人机回传的全景广角高清图像和视频便于交管部门及时查看道路拥堵情况和交通事故情况。5G无人机还可以在巡线过程中及时发现道路违法情况对违法停车、违法占用应急车道、违法变道等行为进行4K超高清拍照取证。5G无人机还集成了远程喊话的功能可以对现场车辆进行疏导和警告。这无疑将大幅节省警力缩短出警时间高效完成交通管理工作。另外值得一提的就是5G无人机在应急通信和救援方面的应用。当发生灾害例如地震、泥石流、洪水的时候传统通信基站往往会发生损毁无法正常工作。这个时候就可以采用无人机搭载通信基站为灾区提供临时的通信信号覆盖服务。中国移动的无人机高空基站一方面可以保障灾区的通讯正常。另一方面可以对被困人员提供定位服务确认被困人员的位置。此外5G无人机还可以实时拍摄并回传灾区现场的超高清视频画面帮助政府救灾人员更有效地组织救灾。5G无人机所能发挥作用的地方远不止上述这些。包括无人机物流、无人机消防、无人机边境巡逻等等各行各业都能够找到和5G无人机的交集。5G无人机的应用领域可以说5G无人机的潜力非常巨大市场前景非常广阔5G无人机的发展现状 虽然目前无人机的发展较为成熟但5G无人机还处于起步阶段。5G网络刚刚开始建设各地主要以试验网为主。5G芯片和5G终端也还没有到位。大家现在看到的各地5G无人机实验有一个很明显的特征那就是无人机上面会绑定一个5G CPE作为临时解决方案。5G CPE重量大约2Kg5G CPE就是负责和5G基站进行通信然后将信号通过网线再传递给无人机以及无人机上面的高清相机等设备。未来5G芯片和5G通信模块到位将直接内置到5G无人机就不再需要CPE设备。这将大大减轻无人机负荷也降低了对电池的消耗是终极的解决方案。正所谓“心急吃不了热豆腐”不管是5G无人机本身还是5G无人机的地面平台技术成熟和建设到位都需要时间需要耐心需要循序渐进。无人机的续航问题 大家都知道目前困扰无人机发展的最大问题就是电池的续航问题。目前的民用旋翼无人机续航时间基本在20-30分钟之间这个显然制约了无人机的使用和普及。对于这个问题目前有一种解决方案那就是借助无线充电技术。现在新出的智能手机陆续开始支持无线充电以后对无人机进行充电不再需要安排人工去更换电池而是直接让无人机停在充电平台即可进行快速充电。无人机的无线充电底座无人充电平台可以设置在高楼的楼顶占地面积并不大。在电池技术还没有得到突破的情况下这是最为合理的解决方案。无人机的“黑飞”问题 除了电池续航之外无人机还有一个很致命的问题那就是“黑飞”问题。黑飞是指一些没有取得私人飞行驾照或者飞机没有取得合法身份的飞行也就是未经登记的飞行。这种飞行有很大危险性会对公共安全造成威胁。目前有关部门对无人机飞行主要是通过以下方式来管控的对于5G无人机来说黑飞管控将更加方便和灵活。首先你如果是未登记注册的5G无人机根本就入不了网也就联不上网根本飞不起来。。。其次当无人机在空中飞行时从一个基站小区飞到另一个基站小区发生小区切换基站侧可以通过多普勒频移、飞行轨迹等特征判断出它是不是无人机通报网络侧的管理平台把它管得死死的不让它乱飞。地面平台对飞行信息位置、高度、速度、方向、电量的掌握更加准确设置电子围栏和禁飞区会非常方便和灵活。网络侧设置禁飞区总而言之网联5G无人机时代黑飞现象将得到有效遏制安全系数将大大提升。5G无人机的未来 在5G、云计算、大数据和AI人工智能的支持下无人机未来一定会朝智能化的方面发展。以无人机的飞行控制为例以前的无人机是远程遥控飞行。后面就有了传感器辅助能够更好地控制飞行姿态。再后来就是现在无人机可以实现初步的自动飞行和避障。将来无人机将全面实现自主飞行。也就是说它的飞行轨迹和过程完全将由无人机系统自己来设定。这个就有点像车联网里面的完全自动驾驶。无人机想要实现安全自动驾驶肯定离不开飞行平台的支持包括传感信息共享、飞行线路共享、飞行环境感知、智能避障等等都是基于平台实现的。5G还可以帮助无人机更好地实现集群协同作业。让很多无人机可以一起完成某项工作减少人为的干预。大家新闻里经常看到的无人机群表演其实就是一种集群协同作业最后的话 根据专业机构预测2020年全球的消费无人机数量将达到1600万台整个无人机行业的产值将达到1273亿美元。如果5G起步顺利无疑将进一步刺激这些数字的增长。现在很多公司和研究机构都在喊“数字天空”这个概念。5G无人机就是未来数字天空的重要组成部分和载体。5G和无人机之间的跨界融合实际上也是全行业数字化转型的一种创新也许能够给我们5G在工业物联网等领域落地带来更多的启示。未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能互联网和脑科学交叉研究机构。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
