По-добри комуникации и позициониране на UAV с помощта на 5G

19.11.2021   |   Начало»Бизнес

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Почти невъзможно е да си представим градовете на бъдещето без дронове, реещи се в небето, и автономни превозни средства (UAV), носещи се по улиците и тротоарите. Потенциалните им приложения са много – от доставки на стоки и лекарства по въздуха до наблюдение и мониторинг на трафика, инфраструктурата и вредните емисии. На земята автономните роботи могат да доставят храни и пощенски пратки, да предоставят обществени услуги като информация за туристи, наблюдение и здравни грижи. Да не забравяме и огромните възможности, които предлагат за сектора на забавленията, търговията на дребно и рекламната индустрия.

С всяка изминала година тази вълнуващ сценарий става все по-реален. По данни на Coherent Market Insights пазарът на роботите като услуга ще достигне 41,3 млрд. щатски долара през 2028 г. За да се случи това обаче летящите и наземните роботи ще трябва да отговарят на регулации, които законодателите тепърва подготвят, с цел да се гарантира, че ще са от полза на градските жители, които обслужват, и че няма да създават проблеми.

От технологична гледна точка също все още има предизвикателства, които трябва да бъдат преодолени. Именно тях дискутират в авторска статия Силия Лу, ръководител Технологична стратегия, Безжични продукти, и Крис Хайд, старши отговорен инженер, Технологии за позициониране, в u-blox.

Докато станат напълно автономни, летящите и наземните UAV ще трябва да бъдат управлявани дистанционно. Днес това е възможно, ако дроновете са в зрителното поле на пилота и посредством директна безжична комуникация с транспортното средство, но споменатите потенциални приложения вероятно ще изискват движение отвъд границите на зрителното поле (BVLOS).

За да бъдат управлявани надеждно, ще е необходима комуникация посредством мрежова връзка с много ниска латентност. В същото време дроновете, които се използват например за наблюдение, ще се нуждаят от канал за пренос на данни с широка честотна лента, за да предават изображения с висока резолюция към облак за анализ.

Предизвикателствата на позиционирането

Предизвикателства има и по отношение на позиционирането. Особеностите на самите места, където се очаква широко използване на летящи и наземни роботи, ще насърчат проектирането на нови решения за позициониране и най-вече такива с използване на GNSS технология. Сред високи сгради UAV ще зависят от своите GNSS приемници, получаващи сигнали от множество GNSS съзвездия, за да "виждат" непрекъснато достатъчно GNSS сателити, за да определят позицията си.

Вградените в роботите сензорни модули, включващи жироскопи и акселерометри, ще компенсират прекъсванията в GNSS приема. Техните многолентови приемници с RTK технология в комбинация с нарастващия брой услуги за подпомагане на GNSS ще направят надеждното точно позициониране до сантиметър реалност почти през цялото време.

Тъй като обаче градската топография е сложна, това няма да е съвсем през цялото време. Днес наземните роботи обикновено се ориентират, използвайки позициониране със сателити, което все още е единственият начин за получаване на информация за абсолютната позиция, в комбинация с визуални сензори и дигитални карти. Тъй като GNSS технологията може в някои случаи да бъде ненадеждна, те ще трябва да се възползват от допълнителна технология за абсолютно позициониране, с която да разполагат като резервен вариант. В идеалния случай тази технология ще може да послужи за множество цели в дроновете и ще използва вече съществуваща инфраструктура за по-лесно внедряване.

Веднъж напълно въведена, 5G технологията ще има потенциала да реши всички тези задачи. Петото поколение на технологията за мобилни комуникации включва пакет от технологии, които имат редица приложения. Две от тях са от особено значение за UAV – разширена мобилна широколентова връзка (eMBB) за високоскоростен трансфер на данни и ултранадеждни комуникации с ниска латентност (uRLLC) за надеждно дистанционно управление на летящи и наземни превозни средства посредством мобилна мрежа много отвъд границите на зрителното поле.

Същевременно 5G ще прокара пътя за високопрецизно позициониране, базирано на безжични мрежи. Осигуряването на по-широки честотни ленти спрямо 4G LTE ще позволи на 5G да подобри ефективността на безжичното позициониране. По-широките честотни ленти ще направят възможно по-доброто справяне с т. нар. multipath ефекти на разпространение на сигнала, които често са причина за грешки при позиционирането в градска среда.

При внедряване на 5G на по-високи честоти, което трябва да осигури още по-широка честотна лента, сигналите ще се разпространяват на по-малко разстояние отколкото досега и мобилните оператори ще трябва да поставят повече базови станции, за да гарантират покритие. В комбинация с въвеждането на т. нар. beamforming антенни системи, тези подобрения ще осигурят допълнителен източник на високопрецизно позициониране, което ще подпомогне GNSS.

Ключови думи: u-blox   GNSS   5G   UAV   дронове   роботи  

Област: Роботика