熊勇良，王庭喜，熊四華，羅志勇

（廣州優(yōu)飛信息科技有限公司，廣東 廣州 510000）

5G技術(shù)能夠?yàn)楦黝?lèi)連接到網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備提供更低的空口時(shí)延、更多的連接數(shù)密度，以及快速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接速率，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。其中，在無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)方面，5G技術(shù)的應(yīng)用能夠加快各類(lèi)場(chǎng)景應(yīng)用的發(fā)展和創(chuàng)新，推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步。

1 研究背景

現(xiàn)階段移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在社會(huì)生活生產(chǎn)方面起到了重要的作用，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景巨大。5G通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟并進(jìn)入商用，這種信息技術(shù)并不僅僅是傳統(tǒng)意義上的信息技術(shù)的升級(jí)換代，而是從根本上對(duì)連接到網(wǎng)絡(luò)中的各類(lèi)設(shè)備在存儲(chǔ)以及帶寬需求上進(jìn)行了革新，也是信息技術(shù)的一次革命，使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的應(yīng)用拓展到了全新的領(lǐng)域，促進(jìn)了社會(huì)上各行各業(yè)的發(fā)展。

當(dāng)前，無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用廣泛，并帶動(dòng)了其他產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，無(wú)人機(jī)可以有效地幫助各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)、巡檢、搜尋以及運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)，是一種高效且安全的技術(shù)。雖然無(wú)人機(jī)技術(shù)在當(dāng)前已經(jīng)得到了良好的發(fā)展，但是目前的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在帶寬以及網(wǎng)絡(luò)延遲方面有著局限性，并不能很好地滿(mǎn)足現(xiàn)階段的應(yīng)用要求，例如超高清視頻信號(hào)傳輸、低延時(shí)遠(yuǎn)程控制等。而5G通信技術(shù)可以有效地解決這些問(wèn)題，同時(shí)5G通信技術(shù)下的無(wú)人機(jī)在作業(yè)的過(guò)程中也具有較高的遠(yuǎn)程控制能力，可為無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

2 5G無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制技術(shù)

消費(fèi)級(jí)和專(zhuān)業(yè)級(jí)多旋翼無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸通信方式主要有以下3種：電臺(tái)、Wi-Fi以及運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)。在5G通信未商用前，使用運(yùn)營(yíng)商來(lái)進(jìn)行無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)通信的非常少，這是因?yàn)閭鬏攷挷粔?，并且在野外存在信?hào)不夠穩(wěn)定、延時(shí)高的缺陷。無(wú)人機(jī)的無(wú)線(xiàn)控制信號(hào)有3大類(lèi)，分別為遙控器信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)、圖像傳輸信號(hào)。地面站和飛機(jī)的通信一般運(yùn)用電臺(tái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前5G通信的商用，促進(jìn)了5G無(wú)人機(jī)的發(fā)展，通過(guò)在無(wú)人機(jī)上內(nèi)置5G通信模塊，能夠有效提高無(wú)人機(jī)與地面站的通信速率，降低延時(shí)。機(jī)載5G通信模塊如圖1所示。

隨著通信技術(shù)的高速發(fā)展，無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制技術(shù)逐漸進(jìn)步，使無(wú)人機(jī)與蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)產(chǎn)生了緊密聯(lián)系，為無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程控制提供了支撐。5G網(wǎng)絡(luò)超高速、低時(shí)延、海量連接的特點(diǎn)，能夠?yàn)闊o(wú)人機(jī)提供更高級(jí)的應(yīng)用。有5G網(wǎng)絡(luò)加持的無(wú)人機(jī)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)超高清圖像回傳、遠(yuǎn)程低時(shí)延控制、持續(xù)在線(xiàn)等重要功能。如在無(wú)人機(jī)上安裝機(jī)載飛行管理計(jì)算機(jī)，無(wú)人機(jī)終端和地面控制終端均通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和控制指令傳輸，并通過(guò)業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)加載各類(lèi)場(chǎng)景的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的超遠(yuǎn)程控制、機(jī)群控制、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、超高清視頻直播等能力。

3 5G無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景

5G無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)巡檢、測(cè)繪、物流、植保、安防救援、直播等場(chǎng)景創(chuàng)新應(yīng)用，下面介紹部分應(yīng)用。

（1）電力巡檢。傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)電力巡檢需要巡檢人員攜帶無(wú)人機(jī)相關(guān)設(shè)備開(kāi)車(chē)到線(xiàn)路桿塔附近，然后找到理想的起飛點(diǎn)開(kāi)展巡檢作業(yè)，路途及作業(yè)轉(zhuǎn)場(chǎng)耗時(shí)、耗力，遇到緊急情況，巡檢的及時(shí)性無(wú)法保證。另外，在無(wú)人機(jī)控制方面，需要較多人工干預(yù)，巡檢過(guò)程中也很難控制多臺(tái)無(wú)人機(jī)。而5G無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)電力巡檢遠(yuǎn)程自主化巡視、多機(jī)控制。系統(tǒng)通常由5G無(wú)人機(jī)、無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、起降平臺(tái)組成。5G無(wú)人機(jī)內(nèi)置5G通信模塊和處理器，采用機(jī)載網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行定位，能夠?qū)崿F(xiàn)超高定位精度；無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程控制在起降平臺(tái)的5G無(wú)人機(jī)開(kāi)展作業(yè)，進(jìn)行多機(jī)控制，巡檢航線(xiàn)規(guī)劃下發(fā)，實(shí)時(shí)監(jiān)管、實(shí)時(shí)直播；起降平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人機(jī)的保護(hù)、降落、充電、數(shù)據(jù)傳輸、氣象分析等功能，與傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)巡檢方式相比，這種遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行電力巡檢的方式更加智能、安全、高效。

（2）VR直播。無(wú)人機(jī)可以搭載360°全景式的鏡頭，對(duì)直播對(duì)象進(jìn)行視頻拍攝。在5G通信技術(shù)下，可以實(shí)現(xiàn)拍攝內(nèi)容的超高清視頻信號(hào)傳輸，保障擁有足夠的低延遲和超高清畫(huà)面。在用戶(hù)的接收端，佩戴專(zhuān)門(mén)的VR眼鏡可以實(shí)景觀看直播，結(jié)合遠(yuǎn)程控制，為用戶(hù)帶來(lái)身臨其境的效果?，F(xiàn)階段的VR技術(shù)已經(jīng)在體育賽事的轉(zhuǎn)播、演繹活動(dòng)的播放等方面進(jìn)行應(yīng)用，為用戶(hù)帶來(lái)了前所未有的體驗(yàn)。

（3）物流。在進(jìn)行物流運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，5G無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相結(jié)合可以應(yīng)用在運(yùn)營(yíng)的調(diào)度中心、無(wú)人機(jī)配送站以及物流終端的三個(gè)實(shí)體方面。這樣便可以充分地利用無(wú)人機(jī)高效率以及靈活性，盡可能地降低人力成本，同時(shí)也能夠有效地應(yīng)對(duì)一些惡劣地質(zhì)環(huán)境下的物流運(yùn)輸工作，提升物流運(yùn)輸?shù)男省?/p>

（4）植保。在農(nóng)業(yè)植保工作方面，可以有效地利用無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的噴灑、驅(qū)蟲(chóng)以及對(duì)土地的定期巡視，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，幫助農(nóng)戶(hù)及時(shí)地了解到農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)。在5G網(wǎng)絡(luò)下的無(wú)人機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的作業(yè)工作，有效解決原本信號(hào)有限的問(wèn)題，并且無(wú)人機(jī)的應(yīng)用也不再需要修建飛機(jī)起降的場(chǎng)地，降低了成本，在回收無(wú)人機(jī)方面也較為簡(jiǎn)便。

（5）安防救援。在安防救援方面，采用5G無(wú)人機(jī)+自動(dòng)機(jī)場(chǎng)可以開(kāi)展水庫(kù)、電站、廠(chǎng)區(qū)等全天候、全時(shí)段安全巡視。無(wú)人機(jī)搭載的可見(jiàn)光、紅外相機(jī)等掛載可以全天候、全時(shí)段觀測(cè)人員、車(chē)輛活動(dòng)，對(duì)異常目標(biāo)開(kāi)展AI智能識(shí)別，并通過(guò)機(jī)載喊話(huà)器自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音警示。以此為依托，結(jié)合地面安保巡防隊(duì)伍，構(gòu)建起空地協(xié)同的立體安全防控體系，提升安保管理智能化水平，提升安保隊(duì)伍科技含量。另外，在救援方面，利用5G無(wú)人機(jī)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)可以實(shí)時(shí)拍攝救援現(xiàn)場(chǎng)并回傳現(xiàn)場(chǎng)高清視頻畫(huà)面，進(jìn)行災(zāi)情救援指揮、險(xiǎn)情預(yù)防及勘探等應(yīng)用，快速實(shí)現(xiàn)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(kāi)展?fàn)I救工作。5G無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在安防中的應(yīng)用如圖2所示。

4 發(fā)展建議

（1）政策法規(guī)。隨著5G無(wú)人機(jī)技術(shù)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的高速發(fā)展，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，也需要受到相關(guān)法律法規(guī)的約束，讓工作具有合法性。首先，需要讓無(wú)人機(jī)在工作過(guò)程中擁有相對(duì)完善的安全飛行機(jī)制。在使用無(wú)人機(jī)的過(guò)程中，首要的就是安全性的問(wèn)題，需要在飛行的空域中具有較高的安全性，同時(shí)也要在法律法規(guī)中對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行給予一定的合法自由權(quán)益，這樣便可以促進(jìn)無(wú)人機(jī)在未來(lái)的發(fā)展。其次，還需對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行注冊(cè)管理，將每一個(gè)商用的無(wú)人機(jī)記錄在案，通過(guò)合理的管理方式針對(duì)無(wú)人機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，為完善無(wú)人機(jī)法律法規(guī)的政策提供幫助，確立相應(yīng)的無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系。

（2）行業(yè)監(jiān)管。在對(duì)無(wú)人機(jī)的普及過(guò)程中，還需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的行業(yè)監(jiān)管，對(duì)無(wú)人機(jī)的制造商、通信運(yùn)營(yíng)商以及無(wú)人機(jī)云端控制等方面進(jìn)行監(jiān)管，同時(shí)促進(jìn)多項(xiàng)部門(mén)的合作，這樣便可以提升無(wú)人機(jī)在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的發(fā)展速度，充分利用信息技術(shù)所帶來(lái)的低延遲、高帶寬的優(yōu)勢(shì)，準(zhǔn)確且順利地應(yīng)用無(wú)人機(jī)。在5G信息技術(shù)下，依靠著合理的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以在未來(lái)的發(fā)展中建立起智能控制管理體系，以此對(duì)無(wú)人機(jī)的使用進(jìn)行合理化、系統(tǒng)化的管理，也能夠保障在進(jìn)行飛行作業(yè)的過(guò)程中各方的安全和利益。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，能夠形成數(shù)字化的空中網(wǎng)絡(luò)，并形成良好的低空經(jīng)濟(jì)體系，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為人們帶來(lái)更多的就業(yè)空間以及經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)5G無(wú)人機(jī)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，無(wú)人機(jī)能夠在5G網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)下實(shí)現(xiàn)高效率的作業(yè)，幫助各行各業(yè)開(kāi)展具體工作，還能夠帶動(dòng)其他產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大推動(dòng)力。