5G無(wú)人機(jī)，是當(dāng)前最具創(chuàng)新精神的移動(dòng)通信應(yīng)用之一。

雖然目前市面上已經(jīng)有很多無(wú)人機(jī)，但他們基本都是通過(guò)WiFi和藍(lán)牙連接的，只能滿足人們的一些娛樂(lè)體驗(yàn)。

要想從狹窄的娛樂(lè)應(yīng)用空間邁向更為廣闊的行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)，無(wú)人機(jī)離不開通信的支持，而移動(dòng)5G，將會(huì)為無(wú)人機(jī)應(yīng)用帶來(lái)新機(jī)遇。

5G網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)整體解決方案

下面我們來(lái)看看5G無(wú)人機(jī)的9個(gè)應(yīng)用案例，感受一下即將到來(lái)的5G時(shí)代，無(wú)人機(jī)會(huì)給我們的生活帶來(lái)哪些變化。

1

VR直播

在4G時(shí)代，VR行業(yè)一直苦于4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的帶寬限制而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高清的VR視頻直播，導(dǎo)致VR直播應(yīng)用發(fā)展緩慢。

隨著5G的到來(lái)，VR直播有望迎來(lái)爆發(fā)。

5G網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)上行單用戶體驗(yàn)速率100Mbps 以上，空口時(shí)延10ms，將使得VR直播更加流暢、更加清晰、用戶體驗(yàn)更優(yōu)。

無(wú)人機(jī)通過(guò)掛載在無(wú)人機(jī)機(jī)體上的360度全景相機(jī)進(jìn)行視頻拍攝，全景相機(jī)通過(guò)連入5G網(wǎng)絡(luò)的CPE將4K全景視頻通過(guò)上行鏈路傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器中，用戶再通過(guò)VR眼鏡、PC從該服務(wù)器拉流觀看。

基于5G的無(wú)人機(jī)VR直播組網(wǎng)圖

2

城市、園區(qū)安防

5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、低時(shí)延實(shí)時(shí)視頻流回傳至控制中心，融合AI深度學(xué)習(xí)能力，快速視頻分析實(shí)現(xiàn)多手段的目標(biāo)鎖定及實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控，控制中心能通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)向無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)發(fā)送控制指令，極大地提升傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)用于安防場(chǎng)景的效率。

基于5G的無(wú)人機(jī)城市安防系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)與５Ｇ結(jié)合實(shí)現(xiàn)多種功能，達(dá)到全方位無(wú)死角的安防布控：

1、控制中心人員通過(guò)VR眼鏡的4K高清視頻呈現(xiàn)實(shí)時(shí)觀看和與地面安防設(shè)備的同步聯(lián)動(dòng)， 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最大化安防場(chǎng)景能力；

2、控制中心人員通過(guò)VR眼鏡、PAD等地面 控制終端經(jīng)由5G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)機(jī)載攝像頭 的轉(zhuǎn)向、無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)及路線，進(jìn)一步追蹤鎖定目標(biāo)；

3、無(wú)人機(jī)對(duì)突發(fā)安防場(chǎng)景問(wèn)題的預(yù)判以及自動(dòng)識(shí)別的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。

通過(guò)智能無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)以及5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)能力的有效引入，促進(jìn)了傳統(tǒng)安防產(chǎn)業(yè)像天地一體化協(xié)同作戰(zhàn)的方向轉(zhuǎn)型以及多場(chǎng)景安防能力的智慧升級(jí)，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(yīng)用，從而促進(jìn)傳統(tǒng)安防服務(wù)商的智慧升級(jí)，從而帶到整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3

高清直播

在我國(guó)雄安新區(qū)第一棟地標(biāo)性建筑“市民中心”的建設(shè)過(guò)程中，無(wú)人機(jī)的高清視頻直播提供了從空中俯瞰的實(shí)時(shí)畫面，為近距離觀察市民中心建設(shè)情況提供了極大的便利。

雄安新區(qū)的另外一個(gè)重要景觀-白洋淀，無(wú)人機(jī)的高清直播可以把白洋淀的風(fēng)景實(shí)時(shí)傳到20km之外的市民中心臨時(shí)指揮部。

視頻直播采用專業(yè)級(jí)航拍無(wú)人機(jī)，支持實(shí)時(shí)回傳1080P 30幀高清視頻，通過(guò)與之相連的 5G TUE，將高清視頻信號(hào)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸，供遠(yuǎn)在市民中心的參觀者觀賞。

基于5G的無(wú)人機(jī)高清直播組網(wǎng)圖

基于5G的無(wú)人機(jī)高清直播示意圖

4

電力巡檢

電力設(shè)備中輸電線路一般位于崇山峻嶺、無(wú)人區(qū)居多，人工巡視檢查設(shè)備缺陷的效率較低， 因蛇、蟲、蟻等小動(dòng)物咬傷員工的事件也屢見不鮮。

另外，輸電鐵塔、導(dǎo)線、絕緣子等設(shè)備位處高空，應(yīng)用無(wú)人機(jī)巡查，既能避免高空爬塔作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，亦可以360°全視角查看設(shè)備細(xì)節(jié)情況，提高巡視質(zhì)量。

當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)只能支持1K的圖傳，對(duì)于某些細(xì)節(jié)檢查，視頻和圖片的清晰度明顯不足，而5G網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)上行單用戶體驗(yàn)速率100Mbps以上，空口時(shí)延10ms，將使得實(shí)時(shí)視頻更加流暢、更加清晰、巡查效果更優(yōu)。

多旋翼無(wú)人機(jī)可分別或者組合搭載高清變焦相機(jī)、紅外相機(jī)、夜視相機(jī)、激光雷達(dá)等多種傳感器，傳感器通過(guò)連入5G網(wǎng)絡(luò)的CPE將視頻流通過(guò)上行鏈路傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器中，用戶再通過(guò) PC從該服務(wù)器拉流觀看巡查，實(shí)現(xiàn)電力線巡查高清視頻的即拍即傳。

無(wú)人機(jī)4K視頻實(shí)時(shí)回傳， 上行實(shí)時(shí)30Mbps帶寬；多機(jī)協(xié)同360°全景拍攝，數(shù)據(jù)冗余采集，減少由于對(duì)巡檢目標(biāo)對(duì)角、光線不一致、圖像漏拍等導(dǎo)致的GIS圖像3D建模失敗，節(jié)約成本 30~90%；地面站與管理中心進(jìn)行內(nèi)外場(chǎng)協(xié)同作業(yè)， 即時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行圖像復(fù)采集，作業(yè)效率提升 40~80%。

無(wú)人機(jī)電力巡檢示意圖

5

基站巡檢

基站天線工參定期檢測(cè)工作是移動(dòng)通信系統(tǒng)維護(hù)工作最基本、最重要的工作之一。

常規(guī)的人工攀爬基站巡檢受到多方面包括天氣、環(huán)境、儀表、人員操作等因素的影響，造成人工巡檢效率較低，無(wú)法按時(shí)完成任務(wù)。

通過(guò)5G網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)基站巡檢方式，在降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)也降低了人工登塔作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了巡檢效率的同時(shí)也節(jié)省了時(shí)間成本。

網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)采集、拍攝基站數(shù)據(jù)并回傳數(shù)據(jù)至主服務(wù)器， 人工對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并編輯生成報(bào)告。

無(wú)人機(jī)基站巡檢示意圖

6

無(wú)人機(jī)水務(wù)

無(wú)人機(jī)在水務(wù)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如水質(zhì)監(jiān)測(cè)、日常巡查、水文數(shù)據(jù)獲取、防汛抗洪、 水土保持監(jiān)測(cè)等等。網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)是在水務(wù)方面的創(chuàng)新性應(yīng)用。

無(wú)人機(jī)荷載多光譜相機(jī)進(jìn)行水體地物光譜采集，利用采集的多光譜影像，通過(guò)自主研發(fā)的聚類分析算法，對(duì)多光譜遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行針對(duì)水質(zhì)特征的影像聚類分析，得出水質(zhì)狀況定性結(jié)論。結(jié)合抽樣水樣檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得定量數(shù)據(jù)，綜合 分析，可總體掌握監(jiān)測(cè)水域的水質(zhì)狀況。

相比監(jiān)測(cè)站點(diǎn)加人工排查的方案，利用網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)獲取水文水質(zhì)數(shù)據(jù)，覆蓋面積廣、成本更低、效率更高，能實(shí)現(xiàn)全流域的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)水質(zhì)監(jiān)測(cè)和強(qiáng)大的水文水質(zhì)數(shù)據(jù)獲取能力，擁有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。

無(wú)人機(jī)水務(wù)業(yè)務(wù)示意圖

7

無(wú)人機(jī)物流配送

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的主要物流企業(yè)紛紛開始布局無(wú)人機(jī)配送業(yè)務(wù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)省人力、降低成本的目的。

通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)物流無(wú)人機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)度與控制。

在無(wú)人機(jī)工作過(guò)程中，借助5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬傳輸能力，實(shí)時(shí)回傳機(jī)載攝像頭拍攝的視頻，以便地面人員了解無(wú)人機(jī)的工作狀態(tài)。

同時(shí)，地面人員可通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延的特性，遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)的飛行路線。

此外， 結(jié)合人工智能技術(shù)，無(wú)人機(jī)可以根據(jù)飛行任務(wù)計(jì)劃及實(shí)時(shí)感知的周邊環(huán)境情況，自動(dòng)規(guī)劃飛行路線。

無(wú)人機(jī)物流示意圖

8

無(wú)人機(jī)應(yīng)急通信及救援

我國(guó)幅員遼闊，多樣的環(huán)境和氣候特征使得各種自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，因此，災(zāi)后的救援工作尤其重要。

利用無(wú)人機(jī)靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，使用搭載通信基站的無(wú)人機(jī)，基于規(guī)劃的路線飛行，觸發(fā)受災(zāi)被困人員手機(jī)接入機(jī)載基站網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被困人員通信設(shè)備的主動(dòng)定位， 確認(rèn)被困人員的位置及身份信息。

同時(shí)利用5G 網(wǎng)絡(luò)的大帶寬傳輸能力，通過(guò)機(jī)載攝像頭實(shí)時(shí)拍 攝并回傳現(xiàn)場(chǎng)高清視頻畫面，結(jié)合邊緣計(jì)算能力與AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速的人員識(shí)別及周邊環(huán)境分 析，便于救援人員針對(duì)性地開展?fàn)I救工作。

通過(guò)該產(chǎn)品與傳統(tǒng)搜救方式的結(jié)合，可有效降低搜尋時(shí)間，保證被困人員能夠在第一時(shí)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(huì)效益。

無(wú)人機(jī)應(yīng)急通信與救援示意圖

9

野外科學(xué)觀測(cè)

野外科學(xué)觀測(cè)是指在野外條件下通過(guò)對(duì)生態(tài)環(huán)境、動(dòng)植物的指標(biāo)要素進(jìn)行長(zhǎng)期采集、數(shù)據(jù)積累和測(cè)定，確定其變化趨勢(shì)，幫助科研人員進(jìn)行研究，是生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)等領(lǐng)域的基本研究手段。

野外科學(xué)觀測(cè)地點(diǎn)普遍遠(yuǎn)離城市，通過(guò)應(yīng)用多種傳感器、視頻監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)采集器、通信網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)科研數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、傳輸，形成信息化的研究環(huán)境。

然而，在廣域的青藏高原冰川、內(nèi)蒙古草原、新疆戈壁等環(huán)境下，建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要的成本較高。

無(wú)人機(jī)基于規(guī)劃路線飛行，可實(shí)現(xiàn)廣覆蓋、低成本的視頻數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)的采集。

5G網(wǎng)絡(luò)增加監(jiān)測(cè)視頻數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)的上行傳輸速率， 并降低空口時(shí)延，提高野外科學(xué)觀測(cè)的效率。

結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬和低延遲高可靠性能，實(shí)現(xiàn)科學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)觀測(cè)。

如：氣象領(lǐng)域高頻的原始流數(shù)據(jù)采樣頻率較高（10Hz），基于LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸困難。

另外在觀測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)中，通過(guò)邊緣計(jì)算在本地篩選并計(jì)算有效數(shù)據(jù)，剔除重復(fù)和無(wú)效數(shù)據(jù)， 提高系統(tǒng)工作效率。

5G無(wú)人機(jī)野外科學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)示意圖

本文由5G產(chǎn)業(yè)圈整理自中國(guó)信通院發(fā)布的《5G無(wú)人機(jī)應(yīng)用白皮書》，如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源！