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联通5G无人机解决方案无人机产业发展及行业应用随着计算机、大数据、人工智能、云计算、云存储等技术的不断融合发展，无人机技术在各行业领域应用广泛，催生了“无人机+”新兴产业模式。无人机农林植保、物流运输、管线巡检、江河巡视、公共安全将随处可见，对第一、二、三产业诸多领域产生深远影响，并在经济社会发展中将发挥越来越重要的作用。国务院、各大部委出台了很多法律、规定、指导意见，规范和完善无人机应用领域的政策和规范，促进无人机产业升级发展。无人机产业的升级发展，将助力我国经济发展质量、效率、动力的变革，维护生态资源，提升生产效率、服务质量和生活体验。目前已经广泛应用于地质地貌监测、农林普查、森林防火、国土资源稽查、江河流域水文监测、交通道路巡查、铁路沿线巡查、天然气石油管线巡查、输电塔线巡查、物流运送、应急通信等行业领域。中国联通网联无人机技术的核心优势超视距飞行控制和数据实时传输、一站式全服务和数据分析，是中国联通网联无人机技术的核心优势。业务终端：接收云平台转发和处理后的视频信息、遥测信息和其他业务信息，并以客户要求的格式呈现给客户。网联无人机云服务平台：与网联无人机进行交互，无人机云服务平台接受无人机的遥测和视频数据，对采集到的数据进行存储、分发、处理，接受各类无人机地面站的对无人机的遥控指令。机载CPE：无人机机载CPE通过移动蜂窝网络实现和地面基站间的数据双向交互。包括飞控系统、载荷、视频压缩和移动通信模组CPE。通信网络：用于服务无人机通信的4G或5G网络，可以是现网或专网。无人机地面站：与无人机平台进行交互，完成无人机遥测指令的接收和地面遥控信息的发送。无人机解决方案飞行系统自动机场适用场景固定式无人机全自动飞行系统适用于固定巡检区域部署，无人值守，自动完成巡检任务，快速响应。可有效覆盖15～20km巡检里程100km²巡检面积。固定式旋翼自动机场特点工业级可靠性，2000次/5000小时运行无故障AI边缘计算，多载荷存储无人值守，全自动起飞降落多功能机械手，自动更换电池（或充电）工业级耐腐蚀防水等级IP54，防雷防风实时气象探测UPS电源无人机适用场景项目背景电网精细化全自动巡检方案到2020年，中国输电线路总里程将从2014年的115万千米增加至159万千米以上，输电线路里程不断增加，输电运检人员总量缺员和结构性缺员矛盾日益凸显。如今我国大部分地区的电力线路巡检仍旧以人工巡检为主，此类巡检方式不仅效率低下，对巡检人员安全构成严重威胁。近年，无人机技术日趋成熟，人工智能技术不断发展，计算机视觉技术、自动化控制技术，传感器技术都有了长足的进步。电力行业已经开始使用无人飞机大面积巡查电力线路，已成为了巡检人员高效安全完成巡检作业的最佳工具，无人机能去到巡检人员无法到达或不便到达的地方，把巡检人员从高强度的体力劳动中逐步解放出来。但在实际应用中“操控水平、大风、强光、信号干扰、云台误差”等外在条件影响了巡检数据精度，后端AI云诊断识别率经历前期迅速提升后已进入缓慢提升的瓶颈期。实际输电线路无人机巡检应用中，需要大量飞手操控无人机到作业现场执行巡检任务，而飞手操控水平直接决定巡检质量是否达标，作业效率、作业质量、作业频次难以满足电网泛在物联网建设需求。电网精细化全自动巡检方案解决方案离线规划航迹在高精度3D点云中标注巡检目标，系统自动生成无人机航点动作和飞行航迹。高精度的RTK定位技术让航点实际误差小于20cm。无人值守自动起飞1、自动机场就近部署在作业现场，无人机存放于机场内；2、下达作业指令，机械臂自动从智能电池仓取出电池安装在无人机上，机械手开启无人机；3、无人机读取作业任务、航点航迹、获取GPS信号；4、舱门开启起后降平台升至顶端，无人机自动起飞，根据设定航迹飞向巡检目标进行作业。AI处理平台快速诊断机载AI与云端实时通信“低延迟通信技术、低延迟视频分发技术、云端高吞吐技术、云端AI实时处理技术”确保无人机拍摄画面能实时传输到AI处理平台进行诊断。端云互动二次拍摄、识别1、当诊断到巡检目标可能存在缺陷时，云端向机载AI端发送告警指令；2、机载AI接收指令后控制无人机调整飞行姿态、云台角度，对目标缺陷进行二次拍摄；AI无人机自动拍摄1、无人机到达预定航点后，机载AI模块控制无人机自动寻找拍摄目标，进行拍摄作业；2、智能运用卷积神经网络算法技术对拍摄目标物进行深度学习，机载AI能自主决策飞行姿态与云台参数，确保拍摄清晰。解决方案电网精细化全自动巡检方案电网精细化全自动巡检方案项目背景油库巡检巡逻方案油库需要组织大量人手进行油库巡检、巡逻工作，每座油罐高达30米，传统人工巡检工作强度较高、工作难度较大，而采用无人机巡检对操控人员要求较高，需要专业飞手操控，影响了无人机的推广使用。联通无人机全自动飞行系统AI自动控制无人机巡检巡逻，无人机自动起降，按设定巡检路线进行全自动巡飞，全程无需人员参与，有效解决了这一问题，实现了库区范围内的全方位无死角监控，进一步提升了油库安全管理水平。无人机全自动巡飞系统由自动机场、ai无人机、云端ai系统三部分构成：无人机自动机场，实现无人值守。自动机场直接部署在油库工作现场，按照系统自动设定任务，无人机从自动机场起飞，执行完任务后无人机自动降落在机场停机坪，机场自动给无人机进行电池更换，预备执行下次任务，电池更换时间仅需3分钟，这让无人机高频次自动巡飞成为现实。全自动飞行，实现无人操控。机载AI自主控制无人机，通过离线3D路径规划、机载图像进行全自动精细化巡检巡逻，无人机挂载可见光镜头、红外镜头自动对油库区域的储油罐、管道、阀门进行巡检，识别是否有设备损坏、阀门漏油、罐区烟雾等情况。同时，还对油库周边进行巡逻，查看是否有人员入侵等行为发生。对于突发火情，可以通过无人机实时监控现场情况，并能够实时提供火灾实时视频，辅助现场救灾人员进行决策。云端AI识别，实现自动数据比对。通过云端计算，对无人机实时传回的图形自动比对识别。如阀门油污、管道泄漏；罐区内有烟雾；罐区及周边人员行为异常等，当无人机检测到这些异常状况时，系统自动告警并通知相关人员。解决方案油库巡检巡逻方案油库巡检巡逻方案项目背景高速公路全自动巡逻巡检方案无人机补充了当前高速公路巡管的不足，已获得交管和高速道路养护部门的青睐。但现有无人机人工操作巡逻巡检的形式，在高速交通领域的应用仍存在不足，无人机巡管并没有真正做到无人化、自动化、智能化。我国高速公路交通相对拥堵，交通事故呈上升趋势，事故所引发的损失也相对严重。高速公路交通事故具有车速快易导致伤亡率高、事故发生后易长时间堵塞车流、事故处置不当易引发二次事故、区域范围广导致交警无法立即赶赴现场等特点。高速公路养护方面，高速养护管理是高速道路交通安全的保证，路面异物、道路坍塌、冰雪沉积都需要管理部门快速响应并针对性处理。桥隧所处往往地势险峻，巡检难度高，巡检队伍需求庞大。一、应用受限，必须依靠专业飞手现场操控二、全面性不足，安全风险高三、时效性差，难及时响应四、续航能力差，制约巡逻效率在高速沿线、事故多发地等部署无人机机场，一旦高速公路发生事故，由于距离或拥堵，交警无法快速到达现场，指挥中心可以直接操作距离最近的自动机场，通过无人机实时图传掌控现场交通情况，了解车辆通行状况与交通拥堵长度，从高空和地面获取立体数据，提升勘察进度、降低警力投入、加速现场撤离，降低因长时间堵塞引发的交通安全风险。部署方式灵活，满足各种场景需求：固定式无人机机场，可根据实际需求在高速公路沿线或重要路段、事故多发路段部署。提升响应效率，优化作业方式，将高速巡逻巡检工作高频化、精细化、数据化。解决方案高速公路全自动巡逻巡检方案应急执法。高速公路事故发生后，救援人员难及时到达现场给与救治。无人机可快速赶赴现场，根据现场伤情安排救护措施，必要时通过机载喊话模块对阻塞应急道路车辆予以警告处罚，疏通救援通道。同时，还可对简易交通事故快速取证、执法，对道路进行疏导，避免造成大面积拥堵。智能化作业。原来需要飞手控制无人机的飞行路径、拍摄角度等，对飞手的经验要求高，现在通过路径规划、AI识别诊断目标，能自动在日常执法中对违停、压线、占道等违章车辆进行取证。交通事故勘察中能快速对轮胎轴心与外轮廓识别定位，制作事故全景图、现场图，加快勘察进度节省警力。日常道路巡检中能自动识别路面落物、护栏损坏、道路塌方、山体滑坡、冻雨冻雪、等危及车辆行驶安全的路面问题，做到快速诊断、紧急预警。解决方案高速公路全自动巡逻巡检方案高速公路全自动巡逻巡检方案2019年3月，中国联通研究院在上海崇明岛，基于联通5G网络，配合长航时复合翼无人机，成功实现了利用5G网络测控无人机在上海崇明岛的超视距飞行（巡线距离约160公里，巡航速度120公里/小时）。重点验证了5G的中低空覆盖、高速移动性、基站切换、边缘计算协同等性能，以及工业无人机在5G网络环境下的信息回传能力和测控能力，成为完成全球范围内首次以正式商用为目标的5G工业无人机应用案例。目前，中国联通已经完成的无人机项目有新疆塔里木河无人机巡河、湖南中石化天然气管线无人机巡线、云南中石油管道局管道无人机巡检，正在实施的有贵州无人机区域搜索、南方电网无人机巡检、中央军委装备发展部2019年重大专项“航空军民融合对地观测中心运维与服务”项目等。应用案例简介