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说起无人机，想必大家都非常熟悉。 无人机凭借炫酷的外观和实用的功能，近年来发展迅速，受到人们的喜爱。
你身边经常可以看到它
事实上，进入5G时代后，无人机技术将会突飞猛进的发展。 在5G的支持下，无人机的性能和应用场景也将得到大幅升级。
今天的文章，小枣君就和大家聊聊5G会给无人机领域带来哪些变化。 未来无人机将朝什么方向发展？
传统无人机
首先，我们从传统无人机开始。
无人机实际上是无人驾驶飞行器（UAV，）的缩写。 更准确地说，无人机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。 它与传统飞机最大的区别当然是飞机上是否载人。
也有人说无人机是飞行机器人。
无人机的历史其实并不短。 早在100年前的第一次世界大战期间，世界上第一架无人机就已经出现。
最早的无人机
此后的漫长岁月里，无人机一直被用于军事目的，例如靶机和侦察机。
老款美国“火蜂”靶机
进入21世纪，军用无人机发展到了惊人的程度，成为战场的主角和公众关注的焦点。
美国著名的MQ-9“死神”无人机，精通探测和打击各方面
随着无人机技术的不断成熟，它开始向民用领域发展，并衍生出各种民用型号和应用。
这些民用无人机类型多样、特点鲜明、用途广泛。
根据飞行平台的配置，可分为固定翼无人机、旋翼无人机、扑翼无人机、伞翼无人机、无人飞艇等。
在上述的无人机中，我们见到最多的就是下面这款民用旋翼无人机。
目前此类无人机广泛应用于社会各个领域，如无人机撒播农药、无人机物流、无人机拍摄电影、无人机灯光秀等等。
无人机喷洒农药 联网无人机
民用旋翼无人机机身通常由以下几部分组成：机架、动力系统、飞控系统、安装系统。
机架内的转子、电机、电池都是动力系统
除了机身之外，还有地面控制系统。
像这样：
这种控制方式属于点对点通信。 遥控器与无人机之间的数据传输通过Wi-Fi或蓝牙进行。
众所周知，Wi-Fi或蓝牙的通信范围非常有限。 以Wi-Fi为例，通常只能控制在300-500米的视距范围内（某些条件下可以达到1公里以上）。 更不用说蓝牙了。
因此，这种方法很大程度上限制了无人机的飞行范围。
作为无人机操作员（通常称为“飞行员”），一般不敢让无人机飞得太远。 如果飞得很远，可能会导致无人机与飞行员之间的通讯中断，甚至“炸鸡（坠机）”。
于是，人们想出了一种全新的无人机通讯方式，那就是——联网无人机。
联网无人机实际上是利用蜂窝通信网络来连接和控制无人机。 简单来说，就是利用基站将无人机联网。
无人机+蜂窝通信基站
与Wi-Fi相比，蜂窝基站的覆盖范围更广，这将使无人机通信更加灵活可靠。
如果你对无人机有所了解，你一定听说过“图传”和“数传”这两个词。
“图传”就是传输图像，将无人机吊舱摄像头拍摄到的视频或图像传回地面。
无人机相机吊舱
“数字传输”是指传输数据。 无人机上有大量的传感器数据和飞行数据。 将这些数据传输回地面就是数字传输。
无人机与地面的通信主要服务于三个目的：图像传输、数字传输和远程控制。
图像传输可以说是对无人机通信能力要求最高的。
如果采用Wi-Fi点对点通信，通信距离一般不超过500米*，图像传输能力可达1080p（分辨率1920×1080，属于超清），每帧30帧左右第二。
* DJI等厂商开发了图传（类似Wi-Fi，同样使用2.4GHz频段）技术，声称图传距离可达7公里（1080p）。
如果采用联网无人机和4G LTE蜂窝通信技术，当网络基站覆盖到位时，理论上可以说没有距离限制。 至于图像传输能力，目前主要在720p左右（分辨率1280×720）。
无人机图像返回的图像
如果是用无人机航拍，720p或1080p的分辨率由于距离较远，不太清晰。 在一些特定场景（如查看设备指标、参数以及人脸识别等），仍然无法满足用户的需求。
除了速率带宽之外，我们还看一下其他方面。
在定位方面，现有4G网络的空域定位精度在几十米左右（如果采用GPS定位，精度在米左右），在一些定位精度要求较高的应用中（如园区物流配送、复杂地形导航等）等），我们必须考虑增加一个基站来提供帮助来实现这一点。
在覆盖空域方面，4G网络只能覆盖120米以下的空域范围。 120米以上（对于一些高空要求，如高空测绘、干线物流等），无人机很容易失去联系。
总而言之，目前4G和Wi-Fi网络下的无人机应用场景限制过多，用户受众太小，难以在消费市场普及，也制约了其长远发展和价值。
5G无人机
当当当当当当当当当当当当当当！ 我们的5G终于来了！
正是因为4G和Wi-Fi都不强大，所以我们需要一种更强大的蜂窝通信技术，那就是5G。
5G到底会给无人机带来什么？ 让我们一一看看。
首先就是刚才提到的图传。
5G的众多特性中，第一个当然是超宽带。
5G的理论带宽可以达到以上。 目前已建成的实验网络速率普遍达到1Gbps，是4G LTE的十倍以上。
在这个速率的支持下，别说720p和1080P，就连4K甚至8K超高清视频都可以完美支持。
与地面传统摄像机的静态、低纬度视角相比，无人机搭配5G将实现动态、高纬度超高清广角俯瞰效果，这就是超高清“上帝视角”。 ”
无人机航拍
更神奇的是，相比传统无人机只能用单镜头摄像头进行拍摄，在5G的支持下，无人机可以吊装360°全景摄像头进行多维拍摄。
VR全景相机吊舱
地面上的人们可以通过VR眼镜自由地全方位、多角度观看。
换句话说，无人机真正成为“天空之眼”，提供非常清晰、无障碍的视野。
光有带宽当然是不够的。
5G网络还具有超低时延特性，可以提供毫秒级的传输时延（小于20ms，甚至可达1ms，4G LTE则超过50ms）。 这将使无人机能够更快地响应地面命令，并使地面飞行员能够更准确地控制无人机。
5G还可以提供厘米级的定位精度，远远超过LTE的十米级和GPS的米级。 这样，完全可以满足市区等复杂地形环境下的飞行需求。
5G中使用的MIMO大规模天线阵列和波束赋形技术可以灵活自动地调整每个天线发射的信号的相位，不仅在水平方向，而且在垂直方向。
3D-
这种情况下，有利于一定高度目标的信号覆盖，满足国家对500米以内低空空域的监管要求，以及未来高楼林立的城市环境下无人机120米以上飞行的需要。
在无人机飞行数据安全方面，5G相对于4G或Wi-Fi也具有明显优势。 5G的数据传输过程更加安全可靠，无线通道不易受到干扰或入侵。
除了解决无人机与基站之间的通信能力问题外，5G在无人机系统支撑平台上也有很大的改进。
一个完整的无人机系统包括空中部分和地面部分。
传统Wi-Fi点对点通信只有地面上的遥控器和手机，功能非常有限。
联网无人机可以提供强大的平台支持：
结合云计算，联网无人机的地面平台可以提供更大容量的数据存储和更强大的计算能力，为更多异地地面人员提供服务（如视频观看）。
凭借5G的海量连接特性，可连接5G网络的无人机数量几乎是无限的（每平方公里可连接100万个终端）。
5G的边缘计算能力也可以发挥作用。 可以在5G基站附近设立边缘计算中心，无人机相关数据可以在边缘计算中心进行计算，而不是发送到更远的云计算中心，从而保证低延迟（未来服务于无人机）。 自动驾驶仪）。
甚至5G提供的D2D（对）通信能力也可以实现无人机之间的直接通信，更好地服务于自动驾驶和车队协作。
D2D通信
总而言之，5G提供的高带宽、低时延、高精度、宽空域、高安全性可以帮助无人机弥补其短板，解锁更多应用场景，满足更多用户需求。
简单来说就是两个字：厉害！
5G无人机应用场景
说了这么多，我们来看看5G无人机的具体应用案例。
首先我们看一下巡线，这也是5G无人机应用中经常提到的。
如今，我国的电网输电线路设备，以及运营商的宏站设备，往往位于无人区，甚至高山。 过去只能通过人工巡检来检查这些设备的运行状态，成本高、风险大、耗时长、效率低。
为了检查到位，人员往往需要爬高空塔楼，风险很大。
通过使用无人机巡检，可以对设备进行360度高清视频巡检。 4K甚至8K的分辨率足以查看设备的所有细节（甚至仪器参数和指示灯），还可以完成数据采集和归档。 。
无人机巡检
东莞联通、供电局5G无人机巡检配电站
而且，无人机可以根据需要选择不同的摄像头吊舱，如高清变焦摄像头、红外摄像头、夜视摄像头、激光雷达等，以获得更准确、详细的图像信息。
高压线路故障紫外图像
这样就降低了风险，缩短了时间，提高了检验效率，同时也可以大大降低成本。
5G无人机还可以配备特殊的吊舱，在低延迟和精确操作下进行一些特殊处理：
无人机喷火和清理（燃烧风筝和其他碎片）
除了电网巡检、基站巡检之外，无人机现在还用于石油管道的巡检。
对于我们通信行业来说，除了使用无人机巡检基站外，无人机还可以用于网络优化路测。
南京青奥公园无人机网络优化测试
我们来看看5G无人机在交通管理和陆空协同方面的应用。
与传统道路监控相比，5G无人机具有更强的机动性和更高的灵活性，可以第一时间到达现场。
5G无人机传回的全景广角高清图像和视频，方便交管部门及时检查道路拥堵和交通事故。
5G无人机还可以在巡线时及时发现道路违法行为，对违规停车、非法占用应急车道、非法变道等行为进行4K超高清照片和证据。 5G无人机还集成了远程呼叫功能，可以对现场车辆进行引导和警示。 这无疑将大大节省警力，缩短警力出动时间，高效完成交通管理工作。
另外值得一提的是5G无人机在应急通信救援方面的应用。
当灾害（如地震、泥石流、洪水）发生时，传统通信基站常常遭到破坏，无法正常工作。
这时可以利用无人机携带通信基站，为灾区提供临时通信信号覆盖服务。
中国移动无人机高空基站
一方面可以保障灾区的正常通讯。 另一方面，可以为被困人员提供定位服务，确认被困人员的位置。 此外，5G无人机还可以实时捕捉并回传灾区超高清视频图像，帮助政府救灾人员更有效地组织救灾。
5G无人机能发挥的作用远不止上述。 包括无人机物流、无人机消防、无人机边境巡逻等，各行各业都可以找到与5G无人机的交集。
5G无人机应用领域
可以说，5G无人机潜力巨大，市场前景十分广阔！
无人机电池寿命问题
大家都知道，困扰无人机发展的最大问题就是电池寿命。 目前民用旋翼无人机的续航时间为20-30分钟，这显然限制了无人机的使用和普及。
针对这个问题，目前有一个解决方案，那就是采用无线充电技术。
如今，新型智能手机开始支持无线充电。
未来，给无人机充电，不再需要安排人工更换电池，而是将无人机直接停放在充电平台上进行快速充电。
无人机无线充电底座
无人充电平台可以设置在高层建筑的屋顶上，不占用很大的面积。 这是在电池技术尚未取得突破的情况下最合理的解决方案。
无人机“黑飞”问题
除了续航之外，无人机还有一个致命的问题，那就是“黑飞”问题。
黑飞是指一些没有私人飞行执照或没有合法身份的飞机的航班，即无注册的航班。 这种飞行非常危险，对公共安全构成威胁。
目前，有关部门主要通过以下方式控制无人机飞行：
对于5G无人机来说，黑色飞控将更加方便灵活。
首先，如果你有一架未注册的5G无人机，你将根本无法连接互联网，根本无法飞行。 。 。
其次，当无人机在空中飞行，从一个基站小区飞到另一个基站小区（发生小区切换）时，基站侧可以通过多普勒频移、飞行轨迹等特征来判断是否是无人机。 ，通知网络侧管理平台，严密管控，防止其乱飞。
地面平台更准确掌握飞行信息（位置、高度、速度、方向、功率），设置电子围栏和禁飞区非常方便灵活。
在网络侧设置禁飞区
总而言之，在5G无人机联网时代，黑飞现象将得到有效遏制，安全系数将大幅提升。
5G无人机的未来
在5G、云计算、大数据、人工智能的支持下，未来无人机必将向智能化方向发展。
以无人机的飞行控制为例。 过去，无人机是通过遥控来飞行的。 后面有传感器辅助，可以更好的控制飞行姿态。 后来，现在，无人机已经可以实现初步的自动飞行和避障。 未来，无人机将全面实现自主飞行。
也就是说，它的飞行轨迹和过程将完全由无人机系统本身设定。 这有点像车联网中的完全自动驾驶。
无人机想要实现安全自动驾驶，必须离不开飞行平台的支持，包括传感器信息共享、飞行线路共享、飞行环境感知、智能避障等，都是基于平台的。
5G还可以帮助无人机更好地实现群体协同作业。 让多架无人机共同完成某项工作，减少人为干预。
新闻中经常看到的无人机集群表演，其实就是一种集群协同作战。 结语
5G无人机是未来数字天空的重要组成部分和载体。
据专业机构预测，2020年，全球消费级无人机数量将达到1600万架，整个无人机行业产值将达到1273亿美元。 如果5G开局良好，无疑将进一步刺激这些数字的增长。
5G与无人机的跨界融合，实际上是整个行业数字化转型的一次创新。 或许会给我们5G在工业物联网等领域的落地带来更多启发。
