【5G賦能】5G+無人機(jī)助力城市治理

編者按

按照2021年國務(wù)院政府工作報告中“加大5G網(wǎng)絡(luò)和千兆光網(wǎng)建設(shè)力度,豐富應(yīng)用場景”的要求,以及上海全面推進(jìn)城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意見,上海聚焦5G+行業(yè)示范應(yīng)用帶動產(chǎn)業(yè)鏈、業(yè)務(wù)鏈、創(chuàng)新鏈融合發(fā)展,在智能制造、智慧交通、健康醫(yī)療、智慧教育等十大領(lǐng)域推進(jìn)近500項5G應(yīng)用項目,在全國“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽中屢獲佳績。為總結(jié)和分享上海“雙千兆”應(yīng)用發(fā)展經(jīng)驗,積極營造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好氛圍,小編特開設(shè)本欄目。

一、背景情況

目前,無人機(jī)已在公共安全、交通巡邏、防疫巡航、電力巡檢、環(huán)境監(jiān)測、森林防火等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的無人機(jī)需要人為控制,其飛行范圍和性能發(fā)揮依賴于人的操作水平和狀態(tài),而5G的出現(xiàn)為無人機(jī)變革帶來了可能。5G的超高速率、超低時延、超大連接等特性使得無人機(jī)擺脫依賴人手操控的現(xiàn)狀,從而最大化發(fā)揮無人機(jī)的作用。

二、項目介紹和技術(shù)特點(diǎn)

5G+無人機(jī)突破了無人機(jī)及機(jī)庫的集群調(diào)度技術(shù),實現(xiàn)了基于5G網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)自主飛行、主動避障及數(shù)據(jù)回傳,并帶有精準(zhǔn)定位、5G高速圖傳、自動起降充電功能。通過5G+AI技術(shù)融合,可以實現(xiàn)對城市快速路段車輛信息實時提取,交通事故快速遠(yuǎn)程取證,并引導(dǎo)通行,將交通事故平均處置時間從15分鐘降低到8.6分鐘,精準(zhǔn)助力解決城市公共管理痛點(diǎn),打造智能化、立體化、遠(yuǎn)程化的城市管控體系。

一是無人機(jī)接觸式充電技術(shù),可匹配不同種類的無人機(jī),統(tǒng)一接口。自主充電技術(shù)采用電池快充路線,鈕電池的充電速度可以提升到30分鐘充滿。

二是5G+機(jī)器視覺技術(shù),基于5G的大帶寬配合機(jī)器視覺實現(xiàn)無人機(jī)的起飛與降落,以及避障飛行,這種方法采用圖像算法為核心,通過機(jī)載人工智能模塊進(jìn)行邊界運(yùn)算,以及圖像工作站進(jìn)行云端處理,通過地空視角多維融合定位,可以實現(xiàn)最高性價比與通用性的降落定位。

三是5G+精準(zhǔn)降落技術(shù),通過5G+傳感器的數(shù)據(jù)融合,主要包括超聲波、激光雷達(dá)、紅外傳感器測距、氣壓計,獲取無人機(jī)飛行高度,實拍地面圖像,確定無人機(jī)在視場中的位置,從而實現(xiàn)白天及黑夜的精準(zhǔn)降落。


【5G賦能】5G+無人機(jī)助力城市治理的圖1

三、5G+無人機(jī)應(yīng)用場景

(一)節(jié)假日大客流預(yù)警監(jiān)控

通過在無人機(jī)內(nèi)嵌入5G模組,實現(xiàn)無人機(jī)的網(wǎng)聯(lián)化,利用5G大帶寬特點(diǎn)實時對重要路段、路口、樞紐場站、公交車輛等進(jìn)行靈活監(jiān)測,并對下一階段的車流量和人流量進(jìn)行預(yù)判,幫助交通部門指導(dǎo)出行市民選擇較為合理的出行方式、路線和時間節(jié)點(diǎn),從而有效節(jié)約公眾出行所消耗的時間和費(fèi)用,提高出行舒適度、便捷度,提升政府為公眾服務(wù)的能力。

(二)應(yīng)急、突發(fā)事件快速反應(yīng)和指揮決策

 

【5G賦能】5G+無人機(jī)助力城市治理的圖2

在5G低時延特性的有力支撐下,無人機(jī)的傳輸時延從秒級降低至毫秒級,5G無人機(jī)可以快速響應(yīng)將事件現(xiàn)場的高清視頻傳輸?shù)胶笈_,方便指揮人員快速對應(yīng)急突發(fā)事件進(jìn)行更快速、更合理的部署。

(三)海岸線人員防護(hù)和海岸垃圾監(jiān)管

無人機(jī)通過基于5G網(wǎng)絡(luò)的自主巡飛系統(tǒng),可定期對海岸線進(jìn)行巡邏,而且可根據(jù)潮汐表進(jìn)行路線的調(diào)整,在空中對近海游客進(jìn)行喊話,提醒游客潮汐時間、注意安全和帶走垃圾等,是對海岸線人員定期巡邏的重要補(bǔ)充手段。

(四)建筑垃圾車的違章排放建筑垃圾監(jiān)控

長期以來,建筑垃圾車監(jiān)管是城市治理的一個難點(diǎn)問題,運(yùn)用5G+AI的圖像識別技術(shù),通過搭載5G和人工智能模塊對拍攝內(nèi)容進(jìn)行實時分析,對違章車輛進(jìn)行實時告警,實現(xiàn)對垃圾排放點(diǎn)進(jìn)行有效監(jiān)控。

(五)5G+物聯(lián)網(wǎng)的智能集群調(diào)度

【5G賦能】5G+無人機(jī)助力城市治理的圖3

 

打造基于5G+物聯(lián)網(wǎng)的智能集群調(diào)度系統(tǒng),利用5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)每秒反饋實時狀態(tài)數(shù)據(jù)信息給調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行記錄,無人機(jī)將包括定位信息、飛行路線信息配置等信息實時反饋給調(diào)度系統(tǒng)。打造云計算-邊緣計算協(xié)同的飛行控制算法,依托5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無人機(jī)自主診斷、自動飛行、主動避障以及精準(zhǔn)降落。解決現(xiàn)有無人機(jī)需要飛手操控,避免了對飛手的依賴導(dǎo)致對無人機(jī)的限制。

四、項目前景

【5G賦能】5G+無人機(jī)助力城市治理的圖4

目前5G+無人機(jī)系統(tǒng)已在上海臨港部署,覆蓋臨港部分城區(qū),用以監(jiān)控垃圾與污染物運(yùn)輸,園區(qū)安防管理等。同時支持車輛檢測,車牌識別,車輛計數(shù)以及車輛追蹤。

近期,金橋已經(jīng)啟動5G+無人機(jī)對整個金橋北區(qū)與南區(qū)綜合保稅區(qū)27.38平方公里進(jìn)行日常安防巡邏。該系統(tǒng)利用5G的高帶寬、低時延的優(yōu)勢,結(jié)合北斗精準(zhǔn)定位能力與無人機(jī)靈活強(qiáng)大的巡檢能力,使無人機(jī)接到巡檢任務(wù)后,三分鐘內(nèi)即可到達(dá)出勤位置,形成了金橋南北區(qū)域的5G+北斗無人機(jī)聯(lián)動的巡邏體系。

未來借助5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,通過云邊協(xié)同(云端計算-邊緣計算),加強(qiáng)自動駕駛、自主巡航以及主動避障能力,同時研發(fā)高速接觸式充電技術(shù),加速5G+無人機(jī)在各行各業(yè)的應(yīng)用普及。




來源:上海經(jīng)信委


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