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5G无人机,到底有什么特别?(上)

助工
2019-12-23 16:11:14    评分

说到无人机,大家一定都非常熟悉。凭借酷炫的外型,还有实用的功能,无人机这几年得到了快速的发展,受到了人们的欢迎。

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身边经常会看到它的身影

事实上,进入5G时代之后,无人机技术又将会有一次跨越式的发展。在5G的加持下,无人机的性能和应用场景也将得到大幅升级。5G究竟会给无人机领域带来哪些变化。未来的无人机,又会朝怎样的方向发展。


  传统无人机    

首先,我们从传统无人机开始说起。

无人机,其实就是无人驾驶飞行器(UAV,Unmanned 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

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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。

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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。

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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,也成为大众的焦点。

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大名鼎鼎的美国MQ-9死神无人机,侦查打击样样精通

随着无人机技术的不断成熟,它开始向民用领域发展,衍生出各种各样的民用机型和应用。

这些民用无人机,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。

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上述无人机中,我们见过最多的,就是下面这种民用旋翼无人机。


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这类无人机,目前被广泛用于各个社会领域,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。

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无人机播撒农药

网联无人机   

民用旋翼无人机的机身,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

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旋翼、电机,还有机架内的电池,都属于动力系统

除了机身,还有地面的控制系统。

就像这样:

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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。

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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)”。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。

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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。

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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。

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“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。

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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。

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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、参数和人脸识别等),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。

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。

转帖自网络




助工
2019-12-26 22:57:55    评分
2楼

定位用来不错


高工
2019-12-27 10:58:10    评分
3楼

感觉限制无人机的还是续航问题啊,5G再厉害好像没啥用


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