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你需要知道的5g結合無人機的九大應用

來源:韋加教育 發布時間:2019-07-23 點擊次數:56

   5G結合無人機,是當前最具創新精神的移動通信應用之一。雖然目前市面上已經有很多無人機,但他們基本都是通過WiFi和藍牙連接的,只能滿足人們的一些娛樂體驗。要想從狹窄的娛樂應用空間邁向更為廣闊的行業應用市場,無人機離不開通信的支持,而移動5G,將會為無人機應用帶來新機遇。

 
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5G網聯無人機整體解決方案
  下面我們來看看5G無人機的9個應用案例,感受一下即將到來的5G時代,無人機會給我們的生活帶來哪些變化。
VR直播
  在4G時代,VR行業一直苦于4G網絡環境的帶寬限制而無法實現高清的VR視頻直播,導致VR直播應用發展緩慢。隨著5G的到來,VR直播有望迎來爆發。5G網絡可實現上行單用戶體驗速率100Mbps 以上,空口時延10ms,將使得VR直播更加流暢、更加清晰、用戶體驗更優。
  無人機通過掛載在無人機機體上的360度全景相機進行視頻拍攝,全景相機通過連入5G網絡的CPE將4K全景視頻通過上行鏈路傳輸到流媒體服務器中,用戶再通過VR眼鏡、PC從該服務器拉流觀看。
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基于5G的無人機VR直播組網圖
城市、園區安防
  5G網絡的大帶寬、低時延實時視頻流回傳至控制中心,融合AI深度學習能力,快速視頻分析實現多手段的目標鎖定及實時跟蹤監控,控制中心能通過5G網絡向無人機飛行控制系統發送控制指令,極大地提升傳統無人機用于安防場景的效率。
 
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基于5G的無人機城市安防系統
  無人機與5G結合實現多種功能,達到全方位無死角的安防布控:
  1、控制中心人員通過VR眼鏡的4K高清視頻呈現實時觀看和與地面安防設備的同步聯動, 優勢互補,最大化安防場景能力;
  2、控制中心人員通過VR眼鏡、PAD等地面 控制終端經由5G網絡遠程控制無人機機載攝像頭 的轉向、無人機的飛行狀態及路線,進一步追蹤鎖定目標;
  3、無人機對突發安防場景問題的預判以及自動識別的目標實現進行自動跟蹤。
  通過智能無人機飛行平臺以及5G蜂窩網絡能力的有效引入,促進了傳統安防產業像天地一體化協同作戰的方向轉型以及多場景安防能力的智慧升級,必將作為一種新型的安防解決方案模式得到更加廣泛的應用,從而促進傳統安防服務商的智慧升級,從而帶到整個產業的發展。
高清直播
  在我國雄安新區第一棟地標性建筑“市民中心”的建設過程中,無人機的高清視頻直播提供了從空中俯瞰的實時畫面,為近距離觀察市民中心建設情況提供了極大的便利。
  雄安新區的另外一個重要景觀-白洋淀,無人機的高清直播可以把白洋淀的風景實時傳到20km之外的市民中心臨時指揮部。
  視頻直播采用專業級航拍無人機,支持實時回傳1080P 30幀高清視頻,通過與之相連的 5G TUE,將高清視頻信號通過5G網絡傳輸,供遠在市民中心的參觀者觀賞。
 
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基于5G的無人機高清直播組網圖
 
 
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電力巡檢
  電力設備中輸電線路一般位于崇山峻嶺、無人區居多,人工巡視檢查設備缺陷的效率較低, 因蛇、蟲、蟻等小動物咬傷員工的事件也屢見不鮮。另外,輸電鐵塔、導線、絕緣子等設備位處高空,應用無人機巡查,既能避免高空爬塔作業的安全風險,亦可以360°全視角查看設備細節情況,提高巡視質量。當前的4G網絡只能支持1K的圖傳,對于某些細節檢查,視頻和圖片的清晰度明顯不足,而5G網絡可實現上行單用戶體驗速率100Mbps以上,空口時延10ms,將使得實時視頻更加流暢、更加清晰、巡查效果更優。
  多旋翼無人機可分別或者組合搭載高清變焦相機、紅外相機、夜視相機、激光雷達等多種傳感器,傳感器通過連入5G網絡的CPE將視頻流通過上行鏈路傳輸到流媒體服務器中,用戶再通過 PC從該服務器拉流觀看巡查,實現電力線巡查高清視頻的即拍即傳。
  無人機4K視頻實時回傳, 上行實時30Mbps帶寬;多機協同360°全景拍攝,數據冗余采集,減少由于對巡檢目標對角、光線不一致、圖像漏拍等導致的GIS圖像3D建模失敗,節約成本 30~90%;地面站與管理中心進行內外場協同作業, 即時發現問題并進行圖像復采集,作業效率提升 40~80%。
 
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無人機電力巡檢示意圖
基站巡檢
  基站天線工參定期檢測工作是移動通信系統維護工作最基本、最重要的工作之一。常規的人工攀爬基站巡檢受到多方面包括天氣、環境、儀表、人員操作等因素的影響,造成人工巡檢效率較低,無法按時完成任務。通過5G網聯無人機基站巡檢方式,在降低了人工勞動強度的同時也降低了人工登塔作業安全風險,提高了巡檢效率的同時也節省了時間成本。網聯無人機采集、拍攝基站數據并回傳數據至主服務器, 人工對數據進行處理,并編輯生成報告。
 
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無人機基站巡檢示意圖
無人機水務
  無人機在水務方面的應用越來越廣泛,如水質監測、日常巡查、水文數據獲取、防汛抗洪、 水土保持監測等等。網聯無人機水質監測是在水務方面的創新性應用。
  無人機荷載多光譜相機進行水體地物光譜采集,利用采集的多光譜影像,通過自主研發的聚類分析算法,對多光譜遙感影像數據進行針對水質特征的影像聚類分析,得出水質狀況定性結論。結合抽樣水樣檢測數據獲得定量數據,綜合 分析,可總體掌握監測水域的水質狀況。
  相比監測站點加人工排查的方案,利用網聯無人機獲取水文水質數據,覆蓋面積廣、成本更低、效率更高,能實現全流域的實時動態水質監測和強大的水文水質數據獲取能力,擁有廣闊的市場發展前景。
 
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無人機水務業務示意圖
無人機物流配送
  近年來,國內外的主要物流企業紛紛開始布局無人機配送業務,以實現節省人力、降低成本的目的。
  通過5G網絡,可以實現物流無人機狀態的實時監控、遠程調度與控制。在無人機工作過程中,借助5G網絡大帶寬傳輸能力,實時回傳機載攝像頭拍攝的視頻,以便地面人員了解無人機的工作狀態。同時,地面人員可通過5G網絡低時延的特性,遠程控制無人機的飛行路線。此外, 結合人工智能技術,無人機可以根據飛行任務計劃及實時感知的周邊環境情況,自動規劃飛行路線。
 
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無人機物流示意圖
無人機應急通信及救援
  我國幅員遼闊,多樣的環境和氣候特征使得各種自然災害時有發生,因此,災后的救援工作尤其重要。
  利用無人機靈活性強的特點,當災害發生時,使用搭載通信基站的無人機,基于規劃的路線飛行,觸發受災被困人員手機接入機載基站網絡,實現對被困人員通信設備的主動定位, 確認被困人員的位置及身份信息。
  同時利用5G 網絡的大帶寬傳輸能力,通過機載攝像頭實時拍 攝并回傳現場高清視頻畫面,結合邊緣計算能力與AI技術,實現快速的人員識別及周邊環境分 析,便于救援人員針對性地開展營救工作。
  通過該產品與傳統搜救方式的結合,可有效降低搜尋時間,保證被困人員能夠在第一時間得到有效救助,最大程度地減少人員傷亡,具有顯著的社會效益。
 
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無人機應急通信與救援示意圖
野外科學觀測
  野外科學觀測是指在野外條件下通過對生態環境、動植物的指標要素進行長期采集、數據積累和測定,確定其變化趨勢,幫助科研人員進行研究,是生態學、氣象學等領域的基本研究手段。
  野外科學觀測地點普遍遠離城市,通過應用多種傳感器、視頻監控設備、數據采集器、通信網絡等基礎設施,能夠實現科研數據的采集、存儲、傳輸,形成信息化的研究環境。然而,在廣域的青藏高原冰川、內蒙古草原、新疆戈壁等環境下,建立監測系統需要的成本較高。無人機基于規劃路線飛行,可實現廣覆蓋、低成本的視頻數據和遙感數據的采集。
  5G網絡增加監測視頻數據和遙感數據的上行傳輸速率, 并降低空口時延,提高野外科學觀測的效率。結合5G網絡的大帶寬和低延遲高可靠性能,實現科學觀測系統原始數據、視頻數據的實時觀測。如:氣象領域高頻的原始流數據采樣頻率較高(10Hz),基于LTE網絡實現實時數據傳輸困難。另外在觀測系統架構中,通過邊緣計算在本地篩選并計算有效數據,剔除重復和無效數據, 提高系統工作效率。
 
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5G無人機野外科學觀測系統示意圖

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