11月8日下午,在國網福建電力機巡作業室無人機試飛場,隨著國網福建電科院技術人員在控制屏幕按下「開始任務」,一架5G無人機騰空而起,5分鐘後完成預定工作任務,安全返回出發點。
同一時間,監控人員能夠實時觀看到無人機採集到的高清圖像,這標誌著由國網福建電科院、中國電信聯合研發的5G無人機首次試飛取得圓滿成功。
該5G無人機深化「北鬥+5G+邊緣計算」應用,依託5G高速率、低延遲、廣連接特性,利用邊緣計算組件,實現高清圖像、控制信息、北鬥位置偏差信號等高速、可靠、低延時融合傳輸,具有廣域飛行、超清圖傳、邊緣計算、遠程實時操控、釐米級定位等優勢,著重解決數據鏈飛行半徑的地理限制、傳統低速率傳輸造成數據質量低、延遲大、數據零散等問題,極大提升無人機應用潛能。
據了解,近年來無人機已在輸電線路巡檢、變電站自主巡檢等領域得到廣泛應用,但普遍存在著「信息孤島」的問題。即無人機主要通過WiFi、藍牙等形式實現無人機與遙控器的點對點連接,而作業數據只能線下導出再分析,作業時效性及後期數據管理存在一定困難。目前,已有部分機巡作業人員嘗試通過3G/4G實現巡視圖像傳輸與遠程控制,但受帶寬限制,無法可靠實現遠程實時監控與控制,限制了無人機在電網行業的深度應用;與此同時,也有一些技術人員嘗試通過無人機掛載笨重的5G-CPE模塊實現5G通信,但是無人機基本不具體載荷能力,無法搭載其他設備進行作業。
「以在220千伏變電站開展無人機巡檢為例,一次巡檢產生8-10GB的圖片數據,無法實時回傳查看,運維人員需要通過關機拔插SD卡形式進行數據來回倒騰拷貝,一次導數需要至少半小時,還常出現數據頻繁丟失、錯亂等現象且頻繁開關機容易導致無人機運行不穩定,無法真正實現『無人化』。」國網福建電科院機巡作業室技術人員陳伯建說。
為解決上述問題,國網福建電科院自主研發了一款5G無人機,摒棄傳統「無人機+CPE」粗暴模式,創新整合最新5G通信模組至5G無人機本體,通信模塊體積由原來的90毫米x 96.6 毫米x 178 毫米壓縮為30 毫米x 52 毫米x 3.6毫米,重量原來800克壓減到9克,功率由原來的24W減少為不到5W,極大提升了無人機的載荷利用率,為5G無人機開展應用場景拓展奠定了堅實基礎。
據了解,為實現「有5G的地方就能飛無人機」,國網福建電科院在現有無人機地面站的基礎上進行二次開發,研發出一套專用於5G無人機的無人機控制地面站,與電信公司聯合研究適用於無人機的5G 個性化SA組網模式,實現影像數據與控制信息等融合傳輸,進一步簡化無人機數據通信鏈路,為實現遠程實時控制與自主作業奠定基礎,同時還將突破傳統無人機點對點傳輸模式的安全距離限制(空曠場地極限距離10公裡,若有物體遮擋,有效安全距離2公裡),只要有5G信號覆蓋的地方便可正常飛行。
下一步,國網福建電科院技術人員將深入總結試飛過程中存在問題,與國網福建電力信通公司、中國電信加強聯合技術攻關,不斷提升自研5G無人機可靠性、適用性、易用性,不斷拓展自研5G無人機在輸、變、配等領域創新應用。(郭清梅、王忠平)