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基于5g的無人機技術(shù)和應(yīng)用研究
原標(biāo)題:根據(jù)5g的無人機技術(shù)和運用科學(xué)研究 來源于:人民郵電報
無人機憑著實際操作便捷、機動靈活、生產(chǎn)制造低成本、自然環(huán)境適應(yīng)能力強等優(yōu)點,近些年在垂直領(lǐng)域行業(yè)獲得市場應(yīng)用。第五代移動通信技術(shù)系統(tǒng)軟件(5g)兼容增強型移動寬帶(embb)、大量設(shè)備類通訊(mmtc)和極高靠譜低時延通訊(urllc)三類別應(yīng)用領(lǐng)域,可進一步擴展無人機在制造行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。
確保無人機無線通訊
無人機一般根據(jù)遙控器系統(tǒng)軟件開展操縱,民用無人機與控制器中間的傳輸數(shù)據(jù),一般 選用低功耗手機藍牙或wifi技術(shù)性,受發(fā)射功率限定,只有不在超出500米的焦距范疇開展傳輸數(shù)據(jù),且傳輸圖象較大像素不可以超出1080p,巨大限定了無人機在制造行業(yè)行業(yè)的市場應(yīng)用。
imt-2020(5g)推進組公布的《5g無人機運用市場研究報告》強調(diào),4g可以滿足目前的一部分低速度、對時延不比較敏感的無人機運用要求,5g出示的大網(wǎng)絡(luò)帶寬、高靠譜、低時延通訊,可以非常好地考慮無人機應(yīng)用領(lǐng)域要求。
5g互聯(lián)網(wǎng)+邊緣計算保證無人機應(yīng)用領(lǐng)域傳輸要求。在一般的5g網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,核心網(wǎng)布署部位高,傳輸必須歷經(jīng)數(shù)次路由器,時增加,不可以考慮無人機極低時延的業(yè)務(wù)流程要求。一些地區(qū)性業(yè)務(wù)流程,所有放到云空間解決并不是徹底合理,特別是在是視頻類業(yè)務(wù)流程,既造成傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬的奢侈浪費,又提升了傳輸時延。因而,傳輸時延和聯(lián)接總數(shù)要求決策了5g業(yè)務(wù)流程的解決關(guān)鍵,不太可能全放到核心網(wǎng)后web端云解決服務(wù)平臺。
邊緣計算(mec)促使?fàn)I運商和第三方業(yè)務(wù)流程能夠布署在挨近客戶粘附接入點的部位,根據(jù)減少時延和負荷來保持高效率的業(yè)務(wù)流程派發(fā)。邊緣計算網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器布署在互聯(lián)網(wǎng)外緣,把wifi網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)合理結(jié)合在一起,另外在wifi網(wǎng)絡(luò)側(cè)提升測算、儲存、解決等作用,搭建外緣云,出示信息科技服務(wù)項目自然環(huán)境和云數(shù)學(xué)計算,將業(yè)務(wù)流程本土化,讓地區(qū)性業(yè)務(wù)流程無須浪費水資源云端開展解決。因為應(yīng)用服務(wù)和內(nèi)容布署在互聯(lián)網(wǎng)外緣,那樣便能夠降低傳輸數(shù)據(jù)中的發(fā)送頻次和解決時間,減少端到端時延,考慮低時延規(guī)定。
融合5g互聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算,搭建合適無人機無線數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理方法的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),將保證無人機應(yīng)用領(lǐng)域的高靠譜和低時延性。
5g互聯(lián)網(wǎng)擴展無人機低空覆蓋面積。無人機低空遮蓋難題分成兩大類,第一類是合理信號強度低,如弱遮蓋和無遮蓋,關(guān)鍵存有于航空在較高航道或人煙稀少部位的無人機應(yīng)用領(lǐng)域,因為通信基站總數(shù)稀缺或互聯(lián)網(wǎng)主要參數(shù)配備等緣故造成。第二類是合理信號強度不低,可是電磁干擾抗壓強度大,造成接受數(shù)據(jù)信號sinr低。在無人機低空遮蓋情景中,出現(xiàn)的絕大多數(shù)是第二類難題。
對于第一類因為合理數(shù)據(jù)信號弱造成的遮蓋難題,能夠選用靈活運用通信基站側(cè)多無線天線的豎直波束工作能力來提高遮蓋,選用高效率的波束掃描儀和追蹤。對于第二類因為電磁干擾強造成的遮蓋難題,可根據(jù)massivemimo正垂面和平面的波束賦形,產(chǎn)生精確的窄波束開展發(fā)送到和接受。針對向下鏈路,精確的窄波束一方面擴張了無人機的低空覆蓋面積,另一方面也降低了小居民區(qū)或是小區(qū)段的干撓。針對上行下行鏈路,能夠是通信基站側(cè)產(chǎn)生接受波束,還可以是無人機側(cè)產(chǎn)生發(fā)送到波束,進而擴張無人機的低空覆蓋面積。
助推民用無人機應(yīng)用領(lǐng)域
無人機的使用價值取決于產(chǎn)生半空服務(wù)平臺,融合別的構(gòu)件或荷載拓展運用,取代人們進行半空工作 。5g技術(shù)性擴展了無人機低空覆蓋面積,為無人機應(yīng)用領(lǐng)域出示了大網(wǎng)絡(luò)帶寬、高靠譜、低時延的無線通訊工作能力,助推其在貨運物流、巡檢、智能安防、援救和娛樂直播等行業(yè)的發(fā)展趨勢。
貨運物流是具有發(fā)展?jié)摿Φ臒o人機制造行業(yè)主要用途之一。2017年全世界智能物流論壇會資料顯示,2016年智慧型化貨運物流市場容量做到2000億美元,預(yù)估到2025年,智慧型化貨運物流市場容量即將超出萬億。
貧困地區(qū)較多省區(qū)的路運消耗的時間等成本費較平原區(qū)地域高許多,選用無人機運送,能夠在成本費一樣的標(biāo)準(zhǔn)下保持更高的貨運物流使用價值。另外,將繁雜自然環(huán)境下大批的投寄每日任務(wù)交到快遞公司工作人員和路面車子,而將簡易情景下批量生產(chǎn)的投寄每日任務(wù)交到無人機,能夠更充足地充分發(fā)揮快遞公司工作人員的功效。
在我國物流企業(yè)領(lǐng)軍人才公司已競相進軍無人機貨運物流主要用途,在派件-支線-交通線上逐層使力,以進一步減少運輸成本,提高工作效率。
2018年3月27日,民用航空華東區(qū)管理處向順豐控股主打產(chǎn)品的江西省豐羽順途有限公司授予了中國第一張無人機航空公司經(jīng)營(示范點)許可證書,代表中國無人機物流運輸宣布進到合理合法經(jīng)營環(huán)節(jié),稱得上國內(nèi)物流無人機發(fā)展趨勢的里程碑式。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)巡檢是無人機巡檢的關(guān)鍵行業(yè)。巡檢工作 內(nèi)容實際包含對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)自身 的檢測、對周圍環(huán)境的勘查、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的平時周期時間維護保養(yǎng)及其簡易的常見故障清查、解決等。傳統(tǒng)式的人工服務(wù)巡檢計劃方案受自然環(huán)境及氣溫等危害,勞動量大、工作效能較低、成本費較高,且存有一定的生命安全風(fēng)險性。無人機以低成本、協(xié)調(diào)能力強、安全系數(shù)高、受地理環(huán)境及地貌危害較小、角度更優(yōu)等特性,愈來愈普遍地運用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)巡檢行業(yè)。
2018年在我國電力工程巡檢市場容量為29.73億美元,據(jù)國泰君安產(chǎn)業(yè)鏈研究所預(yù)測分析,到2020年電力工程巡檢無人機整個設(shè)備市場容量將為19.48億美元。
無人機在信息安全行業(yè)運用許多。在邊防站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、消防監(jiān)控、生態(tài)環(huán)境保護、刑警隊反恐怖、社會治安巡查等行業(yè),碰到緊急事件,無人機能夠替代警務(wù)人員立即趕赴當(dāng)場,運用不可見光視頻及熱成像機器設(shè)備等,把即時狀況回發(fā)送給路面機器設(shè)備,為指揮員工作人員管理決策出示根據(jù)。
警用裝備無人機能夠依據(jù)要求配用超清數(shù)碼攝像機,開展半空發(fā)話、推廣催淚瓦斯、安防監(jiān)控系統(tǒng)等實際操作,可市場應(yīng)用于處突穩(wěn)控、監(jiān)控安防、森林防火、消防安全救火、抗雪防汛、路政管理等情景。在我國大部分大城市早已剛開始應(yīng)用警用裝備無人機開展治安管理。
2017年在我國警用裝備無人機市場容量為2.55億美元,國泰君安產(chǎn)業(yè)鏈研究所預(yù)測分析,到2020年警用裝備無人機市場容量將為6.6億美元,制造行業(yè)占有率做到5%。
無人機在進行援救工作 中可保持迅速沒有響應(yīng)。在我國國土因為地形氣候和氣侯的多元性,各種各樣洪澇災(zāi)害層出不窮,災(zāi)后援救工作中至關(guān)重要。無人機可在第一時間抵達當(dāng)場,快速進行工作 :收集當(dāng)場統(tǒng)計數(shù)據(jù),快速將當(dāng)場的視、聲頻信息內(nèi)容傳輸?shù)街笓]系統(tǒng),供實施者開展分辨和管理決策;可以保持通訊中繼作用,迅速修復(fù)當(dāng)場部分通訊;追蹤惡性事件的發(fā)展趨勢趨勢,協(xié)助指揮系統(tǒng)實行連續(xù)指揮員解決。無人機在解決緊急事件及抗災(zāi)搶險救災(zāi)全過程中充分發(fā)揮著關(guān)鍵的功效,是當(dāng)代搶險救災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)的一種關(guān)鍵方法。
無人機內(nèi)景vr直播間將產(chǎn)生親臨其境的體會。根據(jù)無人機掛載360度全景鏡頭開展拍攝視頻,全景相機可進行視頻采集、拼湊解決與視頻流解決,根據(jù)連入5g互聯(lián)網(wǎng)將4k/8k全景視頻根據(jù)上行下行鏈路傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)側(cè)視頻服務(wù)器,再根據(jù)向下鏈路傳輸給客戶。而客戶只需戴上vr近視眼鏡,就能夠隨時、無延遲時間地得到振奮人心的現(xiàn)場感。
5g無人機vr直播間在將來將會普遍用以體育比賽、演出活動等商業(yè)活動的完美感受直播,及其廣告詞、新聞報道、影片等商業(yè)服務(wù)活動拍攝中,客戶隨時都能根據(jù)vr內(nèi)景直播間獲得比當(dāng)場更強的感受。