Page 21 - 网络电信2021年6月刊上

基于 5G 网联无人机的智慧巡防应用研究

控以及载荷数据远距离高精度的实时回传是目前无人机巡防应用 务，直观展示航线规划结果；还可以通过绘制固定任务区域，实
[8]
的重要需求 。 现固定区域的覆盖飞行航线，以满足区域飞行监视覆盖的航线规
划需求。飞行航线规划可接入高精度地形数据、任务区高精度
二、5G网联无人机的智慧巡防解决方案 建筑等障碍信息数据、地貌特征数据、飞行器飞行性能等约束条
新一代蜂窝移动通信网络5G具备超高带宽、低时延高可靠、 件，以仿真环境对规划结果实现动态安全评估。
广覆盖大连接特性，基于5G网络实现无人机网联，能够赋予无人 2.3 无人机超视距控制
[9]
机实时超高清图传、远程低时延控制等重要能力 。在日常巡防 无人飞行器加装5G专用通信终端，融合主流无人机飞控系
中，警务人员根据接警情况或经验，通过5G控制无人机快速到达 统，集成多种型号的无人飞行器远程指挥控制能力。基于5G移动
指定地点进行现场布控，通过无人机现场拍摄的高清视频、热成 运营商网络的低时延载荷图传技术等多种优势，实现超视距指挥
像、音频进行现场取证，把实时情况回传给地面设备或监控大厅 控制无人飞行器的功能，通过统一指挥平台实现对接入系统的全
等，为指挥人员决策提供依据；通过结合AI识别技术实现敏感信 国范围内的无人机的指挥和控制。
息自动提取与报警，提升巡防效率和精度，助力实现智慧巡防。 2.4 无人机状态监控和预警
1．方案架构 根据无人机设备的唯一标识，查询无人机设备当前的状态是
本文提出的网联无人机智慧巡防解决方案如图1所示。基于 处于在线状态；展示无人机飞行信息，如：经度、纬度、高度、
5G网络、边缘计算以及AI智能算法，整体技术方案采用云边协同 机头方向、偏航角、俯仰角、滚转角等信息。如有异常会通过高
的架构部署，云端获取到的信息更加全面，算法统一易于升级， 亮提示进行异常预警，提醒工作人员查看无人机设备的状态。
主要功能包括运营及业务管理、AI训练等综合业务。将内容应用 2.5 智慧巡防
及业务能力按需下沉到边端，高清大数据不需绕经核心网即可实 针对无人机低空飞行获取的影像特征，优化低空倾斜视角下
现智能分析，保证业务低时延响应，主要部署实时飞行控制、AI 人脸识别算法，结合城市常规巡防与疫情防控需求，对人物是否
实时分析等功能 [10] 。无人机及其载荷设备通过5G机载专用通信终 佩戴口罩进行预警，即使在人物佩戴口罩的情况下也能实现人物
端接入5G网络。
方案架构如图2所示，主要包含接入层、数据层、支撑层以
及业务应用层。其中，接入层主要包括无人机硬件、机巢、载荷 ๭Ḥ̿ḤḤ͔͂ḤຩḤ৳Ḥ໭ḤದḤࠏḤᇆḤ߰Ḥ࿛ḤٝḤٚḤσḤࡏḤܒ
设备及网络通信硬件设备等，接入层设备通过机载专用通信终端
接入5G网络；数据层主要是数据库资源的记录，包括资源设备数
据、系统日志、业务数据等；支撑层主要包括用户权限管理、图
像分析、AI识别算法、数据接口等；应用层主要包括面向无人机
的任务规划及飞行控制，面向巡防业务应用的AI自动识别等。
2.方案特色功能规划
2.1 高清视频实时回传
通过机载通信终端进行任务载荷视频传输，依托5G高速网
络、机载硬件编码器、智能流媒体管理等技术，实现4K视频的高
速传输，同时通过网络实现对摄像头的操控，将图像接入流媒体
服务器。
2.2 无人机航线规划
通过设置起飞点、降落点、途径点的方式调用航线规划服

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网络电信 二零二一年六月 27