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通过语音通道控制无人机

通过Fraunhofer-Gesellschaft|2018年8月1日

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未来是空中的。无人机可能很快就会成为减轻街道交通负担、优化配送、提高消防安全与效率的关键。但在这项技术达到大规模商业推广所需的成熟程度之前,仍有一些障碍需要跨越。特别是,一个合适的通信系统来控制和确定它们的位置仍然是一个挑战。无人机通信必须稳定、广泛可用,成本应尽可能低,即使在看不到的情况下也能可靠地工作。柏林HHI夫琅和费电信研究所、海因里希-赫兹研究所的科学家们找到了一个解决方案:呼叫无人机。“神奇疗法”的波动很大,这取决于使用的材料和环境因素。有了一种新的测量设备,研究人员现在希望更准确、更快地确定表面的光催化效果,从而提高效率。

无人机技术前景广阔。在可以预见的未来,无人机可以代替运输车辆在道路上行驶,从而减轻交通负担,减少CO₂排放。无人机还将大大缩短投递路线,缩短包裹到达所需的时间。一旦发生火灾,无人机可以在消防员之前飞行,并向他们发送现场情况的图像。让无人机工作还有很多可能的情况。但在无人机大规模投入商业使用之前,仍有一些障碍需要跨越。如何通过安全通信来控制和确定它们的位置仍然是一个挑战。如今的无人机通常是通过常规远程控制来控制的。然而,这种解决方案的有限范围严重限制了无人机的使用范围。另一种可能性是利用移动网络的数据通道交换信息。 But this option also has its flaws which, as things stand, rule out reliable, commercial use on a large scale. These channels are not designed to offer a constant, real-time connection; instead they provide a temporary connection sufficient for transferring data packets, to upload a website, for example. This means the connection is subject to frequent interruptions. What’s more, there’s a risk of network overload when the data channels are used in busy city centers or at major events. Another solution would be to set up a无人机-用于控制器与设备通信的特定基础设施。但是,除了涉及的复杂性和费用之外,这种努力所需的无线电资源是稀缺的。可用的频率范围经常受到中断和容量超载的困扰,使这类解决方案既不安全,也不经济可行。

然而,弗劳恩霍夫HHI公司的专家们已经开发出一种稳定、经济、不受限制的解决方案:使用语音信道来控制无人机移动网络.弗劳恩霍夫HHI公司的研究助理汤姆·皮耶霍塔解释说:“与数据连接不同,语音通道几乎无处不在,而且非常可靠。”“即使在只有有限的数据连接,甚至根本没有数据连接的地区,语音频道通常仍然有网络覆盖。”另外一个好处是几乎不涉及任何额外的成本,因为不需要新的基础设施或与网络提供商的特殊合同来优先处理数据连接。一个简单的音频连接是所有需要的-这已经存在的每一个预付费sim卡。

覆盖全球

无人机控制的工作原理是双向通信:地面上的控制器向设备发送指令,设备返回其位置、高度或电池状态的信息。“相对而言,控制命令和定位信息是相当小的数据量,但它们必须可靠地传输,”Piechotta说。“我们把指令转换成音频信号,就像过去的调制解调器一样。然后,无人机上的一个小模块将音频信号转换回命令。以这种方式传输信息是非常有利的,因为它是实时工作的,并且对故障和连接中断有很高的弹性。另一个优点是不需要新的无线电标准或基础设施;所需的技术今天已经在全世界都有了。”由于信息是通过标准的移动网络传输的,与无人机的连接几乎可以在地球上的任何地方建立起来——这与打长途电话没有什么不同。

未来的实时控制

但是,当你看不到无人机,甚至可能在世界的另一端时,你如何控制它呢?无人机的位置可以通过在线地图服务(如谷歌Maps)可视化。地图上还显示了无人机的位置和高度,设备会实时传输这些信息。另一种选择是在无人机上安装传感器,以探测和避免意外的障碍,如其他无人机、直升机或起重机。无人机既可以由地面操作员控制,也可以通过传输航路点来控制。后一种选择对于包裹递送等应用尤其有吸引力。

“在我们的系统中,我们很少遇到任何死角。如果网络故障,连接会切换到另一种移动通信标准,例如从LTE切换到GSM或UMTS。如果失去连接,无人机有一个自动回调功能,几乎立即启动,”皮切霍塔解释说。“这项技术的另一个优势是它是百分之百不受未来影响的。移动通信标准来来去去,但语音频道是一个永久的特征。移动网络将始终提供语音通道,只要这种情况保持下去,我们提出的系统是传统数据连接的可靠和负担得起的替代方案。”换句话说,现在可以随时随地与无人机交流。


了下:航空+国防


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