探析5G网联无人机整体解决方案

虽然目前市面上已经有很多无人机，但他们基本都是通过WiFi和蓝牙连接的，只能满足人们的一些娱乐体验。要想从狭窄的娱乐应用空间迈向更为广阔的行业应用市场，无人机离不开通信的支持，而移动5G，将会为无人机应用带来新机遇。

5G网联无人机整体解决方案

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VR直播

在4G时代，VR行业一直苦于4G网络环境的带宽限制而无法实现高清的VR视频直播，导致VR直播应用发展缓慢。

随着5G的到来，VR直播有望迎来爆发。

无人机通过挂载在无人机机体上的360度全景相机进行视频拍摄，全景相机通过连入5G网络的CPE将4K全景视频通过上行链路传输到流媒体服务器中，用户再通过VR眼镜、PC从该服务器拉流观看。

基于5G的无人机VR直播组网图

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城市、园区安防

5G网络的大带宽、低时延实时视频流回传至控制中心，融合AI深度学习能力，快速视频分析实现多手段的目标锁定及实时跟踪监控，控制中心能通过5G网络向无人机飞行控制系统发送控制指令，极大地提升传统无人机用于安防场景的效率。

基于5G的无人机城市安防系统

无人机与５Ｇ结合实现多种功能，达到全方位无死角的安防布控：

1、控制中心人员通过VR眼镜的4K高清视频呈现实时观看和与地面安防设备的同步联动， 优势互补，最大化安防场景能力；

2、控制中心人员通过VR眼镜、PAD等地面 控制终端经由5G网络远程控制无人机机载摄像头 的转向、无人机的飞行状态及路线，进一步追踪锁定目标；

3、无人机对突发安防场景问题的预判以及自动识别的目标实现进行自动跟踪。

天地一体化协同作战的方向转型以及多场景安防能力的智慧升级，必将作为一种新型的安防解决方案模式得到更加广泛的应用，从而促进传统安防服务商的智慧升级，从而带到整个产业的发展。

3

高清直播

在我国雄安新区第一栋地标性建筑“市民中心”的建设过程中，无人机的高清视频直播提供了从空中俯瞰的实时画面，为近距离观察市民中心建设情况提供了极大的便利。

雄安新区的另外一个重要景观-白洋淀，无人机的高清直播可以把白洋淀的风景实时传到20km之外的市民中心临时指挥部。

基于5G的无人机高清直播组网图

基于5G的无人机高清直播示意图

4

电力巡检

电力设备中输电线路一般位于崇山峻岭、无人区居多，人工巡视检查设备缺陷的效率较低， 因蛇、虫、蚁等小动物咬伤员工的事件也屡见不鲜。

当前的4G网络只能支持1K的图传，对于某些细节检查，视频和图片的清晰度明显不足，而5G网络可实现上行单用户体验速率100Mbps以上，空口时延10ms，将使得实时视频更加流畅、更加清晰、巡查效果更优。

多旋翼无人机可分别或者组合搭载高清变焦相机、红外相机、夜视相机、激光雷达等多种传感器，传感器通过连入5G网络的CPE将视频流通过上行链路传输到流媒体服务器中，用户再通过 PC从该服务器拉流观看巡查，实现电力线巡查高清视频的即拍即传。

多机协同360°全景拍摄，数据冗余采集，减少由于对巡检目标对角、光线不一致、图像漏拍等导致的GIS图像3D建模失败，节约成本 30~90%；地面站与管理中心进行内外场协同作业， 即时发现问题并进行图像复采集，作业效率提升 40~80%。

无人机电力巡检示意图

5

基站巡检

基站天线工参定期检测工作是移动通信系统维护工作最基本、最重要的工作之一。

常规的人工攀爬基站巡检受到多方面包括天气、环境、仪表、人员操作等因素的影响，造成人工巡检效率较低，无法按时完成任务。

网联无人机采集、拍摄基站数据并回传数据至主服务器， 人工对数据进行处理，并编辑生成报告。

无人机基站巡检示意图

6

无人机水务

无人机在水务方面的应用越来越广泛，如水质监测、日常巡查、水文数据获取、防汛抗洪、 水土保持监测等等。网联无人机水质监测是在水务方面的创新性应用。

无人机荷载多光谱相机进行水体地物光谱采集，利用采集的多光谱影像，通过自主研发的聚类分析算法，对多光谱遥感影像数据进行针对水质特征的影像聚类分析，得出水质状况定性结论。结合抽样水样检测数据获得定量数据，综合 分析，可总体掌握监测水域的水质状况。

相比监测站点加人工排查的方案，利用网联无人机获取水文水质数据，覆盖面积广、成本更低、效率更高，能实现全流域的实时动态水质监测和强大的水文水质数据获取能力，拥有广阔的市场发展前景。

无人机水务业务示意图

7

无人机物流配送

近年来，国内外的主要物流企业纷纷开始布局无人机配送业务，以实现节省人力、降低成本的目的。

通过5G网络，可以实现物流无人机状态的实时监控、远程调度与控制。

在无人机工作过程中，借助5G网络大带宽传输能力，实时回传机载摄像头拍摄的视频，以便地面人员了解无人机的工作状态。

同时，地面人员可通过5G网络低时延的特性，远程控制无人机的飞行路线。

此外， 结合人工智能技术，无人机可以根据飞行任务计划及实时感知的周边环境情况，自动规划飞行路线。

无人机物流示意图

8

无人机应急通信及救援

我国幅员辽阔，多样的环境和气候特征使得各种自然灾害时有发生，因此，灾后的救援工作尤其重要。

同时利用5G 网络的大带宽传输能力，通过机载摄像头实时拍 摄并回传现场高清视频画面，结合边缘计算能力与AI技术，实现快速的人员识别及周边环境分 析，便于救援人员针对性地开展营救工作。

通过该产品与传统搜救方式的结合，可有效降低搜寻时间，保证被困人员能够在第一时间得到有效救助，最大程度地减少人员伤亡，具有显著的社会效益。

无人机应急通信与救援示意图

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野外科学观测

野外科学观测是指在野外条件下通过对生态环境、动植物的指标要素进行长期采集、数据积累和测定，确定其变化趋势，帮助科研人员进行研究，是生态学、气象学等领域的基本研究手段。

野外科学观测地点普遍远离城市，通过应用多种传感器、视频监控设备、数据采集器、通信网络等基础设施，能够实现科研数据的采集、存储、传输，形成信息化的研究环境。

无人机基于规划路线飞行，可实现广覆盖、低成本的视频数据和遥感数据的采集。

5G网络增加监测视频数据和遥感数据的上行传输速率， 并降低空口时延，提高野外科学观测的效率。

结合5G网络的大带宽和低延迟高可靠性能，实现科学观测系统原始数据、视频数据的实时观测。

如：气象领域高频的原始流数据采样频率较高（10Hz），基于LTE网络实现实时数据传输困难。

另外在观测系统架构中，通过边缘计算在本地筛选并计算有效数据，剔除重复和无效数据， 提高系统工作效率。

5G无人机野外科学观测系统示意图