易瓦特余念伦:5G解锁无人机行业新应用

责任编辑:王德清 2018.06.22 12:46 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)6月22日,在2018年(暨第六届)IMT-2020(5G)峰会现场,易瓦特科技股份公司监事,网联无人机事业部经理余念伦做了题为《5G,解锁无人机行业新应用》的主题演讲。

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演讲全文如下:

尊敬的各位领导,各位嘉宾,大家中午好,我是来自于易瓦特科技股份有限公司的余念伦。今天的演讲题目是5G解锁无人机行业新应用。说到无人机大家应该不陌生,但是大家可能对我们公司不是特别熟悉,我们成立于2010年,是一家以民用无人机制造、生产、设计、研发、维修、检测、服务为一体的高新技术企业,公司总部在湖北武汉。目前我们拥有全系列无人机的生产制造能力,并且专利已经突破了600项。我们公司也是国内第一家无人机驾驶员训练机构,也是湖北省唯一的无人机驾驶员考试中心。武汉有无人机飞行训练和考试中心,可以进行无人机的测试。

在刚刚结束的IMT-2020(5G)推进组5G应用征集大赛上,大概梳理了一下跟无人机相关的参赛项目,一共有17个。这是从题目上筛选的,主要可以分为四类,第一是无人机的行业应用,无人机的解决方案,无人机的网络安全,以及无人机的网联应用。在行业应用上面,除了跟移动相关的基站巡检,国土资源,包括物流的一些应用方案,目前我们公司也是在测试基于4G或5G网络物流无人机解决方案。同样,在VR这一块无人机也有一些应用。

众所周知,无人机有三大能力,无人机是如何与5G相融合的,首先是高速回传,如果有了5G以后,我们今后可以实现无人机的4K或是8K的途传。另外,无人机作为无人驾驶的一种对操控,对时延的能力要求非常高,5G也有低时延的能力。5G如果赋能无人机,可以实现无人机基于蜂窝网络的远程控制。另外,对于万物互联,无人机也可以在空中实现空中避让等一些特殊功能。无人机的5G测试在全国已经开启了,从网上搜的一些资料显示,在上海中国移动已经成功试飞了搭载5G通信技术模组的无人机,实现了360度4K高清直播。在深圳中国电信也是完成了第一个基于端到端的无人机测试飞行,也是完成了360度4K高清回传。中国联通在重庆发布了首款5G搜救,利用无人机的特点进行搜救和定位。我们公司前段时间在加拿大和华为公司搭载了CPE终端,测试基于4G、5G网络高清视频传输,以及基于5G的人脸识别。

5G是如何赋能传统无人机的呢?我们现在有的传统的无人机,通信方式要么是电台,要么是基于wifi或蓝牙,但是带宽比较窄,图传是8兆带宽,满足现有的1080P的图传,如果有了5G以后,带宽变大,就可以传出4K或8K的视频。对于通信距离来说,传统的无人机可能受电台功率的限制,最多可能也就是几公里,但是有了5G以后,只要有5G信号的地方就可以实现实时通信。

原有的无人机天线数量,现在最少有3根,一个是图传,一个是数传,一个是摇控器,有了5G终端可以将三条链路合三为一,变成一根5G的通用天线,可以减轻无人机设备的重量,也可以降低无人机设备的成本。传统无人机的控制方式一般是摇控器,市区内距离是几百米的范围,有了5G以后,可以对后端平台对无人机进行远程控制,距离理论上是无限远。关于定位精度,无人机是靠GPS自动飞行,现在是米级的精度,如果有了5G以后,我们可以基于5G建立高精度定位,无人机通过基站获得高精度定位信息,实现厘米级的导航。关于数据采集,传统的无人机是本地化的,一般拍摄的照片存储在相机,然后再进行后期的处理。有了5G可以实现数据的实时传输,在云端可以进行数据的处理,极大地提升无人机数据采集的效率。作业方式,由传统的单机变成未来的集群。

(PPT)这张图是关于网联无人机的架构,因为要实现上述的功能,首先要有一个网联无人机,网联无人机有三大块,一是无人机的远程控制,无人机的远程监控,上下行传输,远程的视频传输。目前我们的无人机已经经过研发、开发实现了部分网联无人机的功能,比如说远程解锁、上锁,一键巡航、一键返航等等。另外,我们通过4G可以回传无人机飞行的位置,飞行的参数,包括一些图象和视频的回传。另外,我们正在做厘米级的定位,通过4G实现,目前这个功能打通了,未来我们会进行更多的测试。

现有的地面站和网联无人机的地面站,没有联网的终端设备变成了接入互联网的,比如说ipad,比如说电脑、手机都可以实现远程的控制,大家可以很清楚的在图上看到无人机的飞行数据,可以通过4G网络回传到终端的指挥中心,包括无人机的飞行速度,包括无人机的飞行距离等等信息。

有了网联无人机以后,无人机的行业应用将会有更多的功能,比如说我们以往无人机的飞行要么是通过摇控器,要么是通过一些航线,但不能说自主飞行,无人机在空中虽然障碍物比较少,但是也难免碰到其他的障碍,有了5G,我们可以基于5G做一些环境感知,比如说空中避障,视觉避障等等,最终实现智能自主飞行。另外无人机可以通过5G实时回传数据、图片、视频。另外,我们可以利用5G的云计算,数据处理能力,把前端采集的照片实时的传输到后端。有了5G以后,无人机可以利用5G通道对无人机进行动态的监管。打个比方,现在的无人机就像一个风筝,虽然没有那根线,但是飞行的距离不远,但是有了5G以后,真正可以实现无人机的远程控制,远程飞行。

目前,我们已经在部分行业有了初步的行业云解决方案,包括我们现在正在做的通信、电力、水力、消防、农业、能源、公安等,目前可以实现的基于云平台的无人机共享,无人机的综合调度管理,无人机云数据处理,以及无人机物联网平台,飞行服务,空域数据的融合,飞行任务的综合管理等等功能。

上面是我介绍的关于无人机跟5G相关联的一些信息。我们在IMT-2020(5G)推进组5G应用征集大赛中跟移动公司有一个参赛项目,网联无人机的基站巡检,跟大家简单介绍一下我们为什么要做这个项目,传统的基站巡检都是通过人工的方式,很多情况下都是需要登塔,一是有一定的风险;二是效率比较低。无人机作为一个空中的平台,对一个基站进行全方位的检查,首先是外观的检查。基站长期暴露在外面,可能有时候受到一些外力破坏户有一些倾斜,或者塔台有一些变形。另外,一些设备,比如说一些缺失,一些锈蚀都会影响通信的信号。另外,对于天线而言,天线的公差对信号的质量也是非常重要的因素,所以我们要做的就是帮助人工去检查天线的方位角,包括俯仰角。

基站巡检,可以通过5G做什么呢?首先可以基于AI技术进行缺陷识别,无人机拍摄的都是海量图片,就像电力巡检是通过人工的方式找到缺陷,但是效率比较低。如果有了5G以后,可以借助5G,首先把图象回传到后端,在后端通过服务器进行AI的缺陷识别,通过不断的深入学习,通过训练完成自主缺陷的识别。方位角、下行角的测量,把可见光的照片传输到后端,通过建模的方式实现公差的精确测量。目前一个测试是通过无人机搭载一些终端和扫频仪对天线的质量进行实时的监测。对基站环境,因为有的基站环境比较复杂,通过无人机在基站附近做简单的航拍,然后通过VR的方式进行直播。

(PPT)这是我们的设想,有了5G以后,整套无人机基站巡检的架构,首先通过后端,通过平台发布无人机的巡检任务,无人机收到这个任务按照既定的航线对基站进行巡检,前端采集的照片可以实时的回传到后端。如果无人机可以实现智能巡检,就不仅是只能巡检单一的塔,可以连续巡检多塔。无人机传的照片可以通过5G回传到指挥中心进行建模,再根据测量,这个效率比人工至少能提升5倍。无人机目前有一个瓶颈就是续航能力不足,通过自动充电平台的方式,可以弥补无人机的续航能力。整个无人机的巡检过程当中是不需要人工干预的。

基站和铁塔目前已经有一些试点做资源共享,铁塔和基站分布是很广泛的,特别是在一些偏远的地方。传统的无人机对基站进行巡检,效率不是很高,基站跟铁塔共享以后,可以借助基站4G或5G的资源对铁塔进行智能巡检,这相当于是锦上添花的,可以实现更多的功能。

上面是无人机基站巡检的过程,我们采集的数据需要一个综合化的平台进行监控,也是在这个平台上可以看到很多丰富的信息。比如说巡检无人机的位置,包括巡检的一些车辆、人员,巡检的天气,实时空域的情况,都可以在这个平台上看到。

无人机采集的数据需要一个专门的平台进行管理,包括铁塔的位置信息,周边环境的展示,采集的铁塔照片,包括一些有缺陷的照片保存,天线测量结果的分析。我们也希望在未来能跟更多的合作伙伴一起去开发更多无人机关于5G方面的应用。谢谢大家!



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