智慧城市無人機(jī)應(yīng)用方案

摘要 1一、前言 2 2 2二、無人機(jī)在智慧城市建設(shè)規(guī)劃中的應(yīng)用 42.1綜述 4 42.3無人機(jī)傾斜攝影 62.4傾斜攝影模型應(yīng)用 62.5主要設(shè)備和軟件 22 3.3城市、園區(qū)安防 3.4高清直播 3.6基站巡檢 27 3.8無人機(jī)物流配送 3.9無人機(jī)應(yīng)急通信及救援 4.1交通治理 314.2城管執(zhí)法 4.3環(huán)境監(jiān)測(cè) 33 4.5警備執(zhí)勤 4.6工程項(xiàng)目監(jiān)管 4.7智慧城市調(diào)度中心 37重要意義。首先，對(duì)智慧城市的定義及其發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理；然后，從城市建設(shè)規(guī)劃、5G應(yīng)用、城市管理應(yīng)用等方面闡述了無人機(jī)技術(shù)在智慧2006年，歐盟發(fā)起了歐洲LivingLab組織，利用先進(jìn)的技術(shù)手段整合“集體的智慧”,提升人們的生活水平；同年，新加坡啟動(dòng)“智慧國2015”計(jì)劃，旨在利用新一代信息技術(shù)建立一流國家化城市；2009年，美國在迪比克市建立了第一個(gè)年，日本推出“I-Japan智慧日本戰(zhàn)略”,將信息數(shù)字化服務(wù)于民眾生活；丹麥啟動(dòng)智慧城市計(jì)劃，力爭(zhēng)在2025年前在保證城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)間的平衡，建立全球第一座碳中和城市；韓國的“U-City”計(jì)劃以全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)形式經(jīng)過無人機(jī)航空攝影和自動(dòng)化航片處理可以得到DEM(數(shù)字高程模型)、DSM(數(shù)字表面模型)、DOM(數(shù)字正攝影像圖)、Mesh模型數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上經(jīng)過人工的數(shù)據(jù)提取可進(jìn)一步得到研究范圍的現(xiàn)勢(shì)DLG(數(shù)字線劃圖),根據(jù)研究的內(nèi)容和深度可以2.3無人機(jī)傾斜攝影通過在同一飛行平臺(tái)上搭載多臺(tái)傳感器(如圖所示，目前常用的是五鏡頭相機(jī)),同時(shí)獲取的影像稱為正片(一組影像),鏡頭朝向與地面成一定夾角拍攝獲取的影像稱為斜片(四組影像)。并多角度采集信息，配合控制點(diǎn)或影像POS信息，影像上每個(gè)點(diǎn)都會(huì)有三維2.4傾斜攝影模型應(yīng)用基于傾斜攝影的3D可視域分析功能通過繪制的分析視點(diǎn)及范圍，可以判斷出這片區(qū)測(cè)量解S與產(chǎn)品特點(diǎn)1)動(dòng)力系統(tǒng)采用獨(dú)特共軸雙槳的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)使無人機(jī)在靈活性和穩(wěn)定性上會(huì)有極大的2)八只旋翼獨(dú)特的動(dòng)力特性在安全性方面有極大提高，在飛行中1-2只槳葉或電機(jī)因意3)快拆快裝式動(dòng)力輸出軸，利于儲(chǔ)存、運(yùn)輸；4)具備遙控、自主飛行能力，可以實(shí)時(shí)修改飛行航路和任務(wù)設(shè)置；5)對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)簡單，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件選材精良，使整體更輕便靈活；6)測(cè)控與信息傳輸設(shè)備具有遙控、實(shí)時(shí)信息傳輸?shù)墓δ?，具有多機(jī)、多站兼容工作及一7)偵察任務(wù)設(shè)備能晝夜實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)圖像信息，具有手動(dòng)、自動(dòng)控制工作模式，可迅速8)飛行控制與信息處理站控制飛行器的飛行、操控機(jī)載任務(wù)設(shè)備。具備顯示飛行參數(shù)和能力，具有目標(biāo)定位和引導(dǎo)打擊的能力，且能項(xiàng)目機(jī)體材質(zhì)展開尺寸(含槳)展開尺寸(不含槳)收藏尺寸收藏形式9.8kg(含電池)白色/黑色/紅色/客戶定制8引擎類型電機(jī)最大功率電池類型電池容量續(xù)航時(shí)間42min(空載);34分鐘(負(fù)載2kg)(限制)最大抗風(fēng)等級(jí)10m/s(5級(jí))防水等級(jí)最大作業(yè)半徑(圖導(dǎo)航精度≤10cm(RTK選配)避障系統(tǒng)(選配)(2)無人機(jī)EWZ-D6機(jī)體材質(zhì)展開尺寸(不含槳)收藏尺寸收藏形式起落架高度6引擎類型高速盤式電機(jī)電池容量最大作業(yè)半徑(圖傳)空載續(xù)航時(shí)間最大飛行速度空機(jī)重量(含電池)最大載荷最大飛行相對(duì)高度(限制)最大爬升速度8m/s(5級(jí))最大起飛海拔高度工作溫度導(dǎo)航精度(選配)外殼形式防水等級(jí)(3)小型四旋翼無人機(jī)Espect技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目展開尺寸(不含槳)收藏尺寸收藏形式機(jī)臂、起落架折疊起落架高度旋翼尺寸空機(jī)重量(含電池)空機(jī)重量(不含電池)電池重量最大有效載荷最大起飛重量續(xù)航時(shí)間8m/s(5級(jí))系統(tǒng)展開時(shí)間<5分鐘(4)電動(dòng)垂直起降固定翼EWG-E2V2)通過地面站可自由切換全自主、增穩(wěn)和遙控等飛行控制模式；3)高精度、高動(dòng)態(tài)載體導(dǎo)航測(cè)量，實(shí)時(shí)測(cè)量無人機(jī)位置、速度和姿態(tài)等全部運(yùn)動(dòng)信息；4)集成數(shù)傳電臺(tái)、單點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航模塊、多傳感器組合導(dǎo)航系統(tǒng)的全自主飛行控制系統(tǒng)；5)飛行前組裝簡單，準(zhǔn)備快速；2)自主變換旋翼與固定翼狀態(tài)，兼顧速度與安全要求，作業(yè)中飛行速度可達(dá)到25m/s。7)無人機(jī)可按設(shè)定飛行航線自主飛行，在飛行過程中可拍照錄像；航線控制精度高，飛行翼展2長度3高度4電機(jī)56機(jī)翼面積7最大有效載荷89電池(LiPo)巡航時(shí)間空載90min巡航速度最大飛行速度最小飛行速度轉(zhuǎn)彎角速度最大爬升速度飛行高度最大起飛海拔高度≤5級(jí)工作溫度防護(hù)等級(jí)(5)油動(dòng)垂直起降固定翼EWG-G3V(EWG-G3V油動(dòng)垂直起降固定翼無人機(jī)產(chǎn)品圖)產(chǎn)品簡介：EWG-G3V是由易瓦特自主研發(fā)設(shè)計(jì)的油動(dòng)垂直起降固定翼系統(tǒng)，既有旋翼又有固定機(jī)翼。能夠以多旋翼模式起降，具有起降靈活、場(chǎng)地不受限的特點(diǎn)。還能夠以固定翼模式巡航飛行，飛行效率高、續(xù)航時(shí)間長、巡航速度快。G3V通過搭載專用的紅外/可見光高清吊艙和遠(yuǎn)距離高清圖傳設(shè)備，能將起火點(diǎn)及周圍著火區(qū)域的實(shí)時(shí)畫面回傳至地面站，便于后方指揮中心根據(jù)實(shí)際火情作出決策部產(chǎn)品特點(diǎn)：1)全機(jī)身采用進(jìn)口復(fù)合材料，具有高強(qiáng)度高剛性重量輕特點(diǎn)2)機(jī)身各部件電聯(lián)接采用標(biāo)準(zhǔn)航空插頭，具有易拆裝，高可靠性特點(diǎn)3)機(jī)身所有部件采用模塊化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)快速拆裝，包裝尺寸小，易攜帶5)最大起飛重量可達(dá)25kg,經(jīng)濟(jì)巡航油耗最低可到1.5L/100km項(xiàng)目翼展長度高度機(jī)翼面積最大起飛重量最大任務(wù)載荷電池發(fā)動(dòng)機(jī)空載續(xù)航時(shí)間油箱巡航速度最大平飛速度失速速度最大爬升速度作業(yè)高度抗風(fēng)性能5級(jí)(6)五鏡頭傾斜相機(jī)E0P-5CCD(傳感器)數(shù)量5個(gè)5個(gè)CCD同時(shí)開關(guān)機(jī)電氣參數(shù)相機(jī)充電5個(gè)相機(jī)統(tǒng)一充電電池續(xù)航5個(gè)相機(jī)連續(xù)曝光可持續(xù)4小時(shí)照片讀取一個(gè)USB接口統(tǒng)一讀取5個(gè)相機(jī)數(shù)據(jù)，無需插拔TF卡內(nèi)置丟片處理功能，在處理POS數(shù)據(jù)時(shí)不需要繁雜的篩選照片，POS數(shù)據(jù)自帶各相機(jī)拍照狀態(tài)(曝光或未曝光)相機(jī)傾斜角度內(nèi)置GPS能夠記錄POS地理信息曝光方式最小曝光間隔默認(rèn)焦距2020萬工作溫度工作濕度防護(hù)等級(jí)外觀尺寸總重量(7)建模軟件2)maContextCapture軟件是美國Bentley軟件公司出品的三維建模軟件，能夠?qū)⒍S的圖片生成三維模型。(8)三維場(chǎng)景云平臺(tái)5G具備的超高帶寬、低時(shí)延高可靠、廣覆蓋大連接特性，與網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算能佳，導(dǎo)致VR直播應(yīng)用發(fā)展緩慢。隨著5G時(shí)代的來臨，這一現(xiàn)狀將徹底改變，5G網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)上行單用戶體驗(yàn)速率100Mbps以上，空口時(shí)延10ms,將使得VR直播無人機(jī)通過掛載在無人機(jī)機(jī)體上的360度全景相機(jī)進(jìn)行視頻拍攝，全景相機(jī)通過連入5G網(wǎng)絡(luò)的CPE將4K全景視頻通過上行鏈路傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器中基于5G的無人機(jī)VR直播組網(wǎng)圖2018年5月，搭載5G通信技術(shù)模組的無人機(jī)在上海虹口北外灘，成功實(shí)現(xiàn)了一場(chǎng)基于5G網(wǎng)絡(luò)傳輸疊加無人機(jī)全景4K高清視頻的現(xiàn)場(chǎng)直播。同年5月，5G之城----杭州也實(shí)現(xiàn)了基于5G的無人機(jī)全景直播，用戶在展廳戴上VR眼鏡后可以實(shí)時(shí)看到無人機(jī)在浙大玉泉校區(qū)拍攝到的4K全景視頻。上海與杭州的5G直播試驗(yàn)都驗(yàn)證了5G與4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G圖像更為清晰，畫面播放也更加流暢。遠(yuǎn)端VR觀看無暈眩感，能夠更好地實(shí)現(xiàn)身臨其境的效果。在安防場(chǎng)景中，需要無人機(jī)實(shí)現(xiàn)高清視頻實(shí)時(shí)傳輸、遠(yuǎn)程控制等功能，這些功能都需要在傳輸速率方面，當(dāng)前安防業(yè)務(wù)通常使用1080P視頻實(shí)時(shí)傳輸，隨著安防業(yè)務(wù)對(duì)視頻清晰度要求的逐漸提升，需要實(shí)現(xiàn)4K、8K高清視頻的實(shí)時(shí)傳輸，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)提出上行30-120Mbps的傳輸速率需求，時(shí)延方面，在未來遠(yuǎn)程操控時(shí)延要求100ms析實(shí)現(xiàn)多手段的目標(biāo)鎖定及實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控，控制中心能通過5G網(wǎng)絡(luò)向無人機(jī)飛行控制系基于5G的無人機(jī)城市安防系統(tǒng)無人機(jī)與5G結(jié)合實(shí)現(xiàn)多種功能，達(dá)到全方位無死角的安防布控：一是控制中心人員通過VR眼鏡的4K高清視頻呈現(xiàn)實(shí)時(shí)觀看和與地面安防設(shè)備的同通過智能無人機(jī)飛行平臺(tái)以及5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)能力的有效引入，促進(jìn)了傳統(tǒng)安防產(chǎn)業(yè)像另外一個(gè)重要景觀-白洋淀，無人機(jī)的高清直播可以把白洋淀的風(fēng)景實(shí)時(shí)傳到20km之外的市民中心臨時(shí)指揮部。視頻直播采用專業(yè)級(jí)航拍無人機(jī)，支持實(shí)時(shí)回傳1080P30幀高清視頻，通過與之相連的5GTUE,將高清視頻信號(hào)通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸，供遠(yuǎn)在基于5G的無人機(jī)高清直播組網(wǎng)圖整套系統(tǒng)要求空對(duì)地通信帶寬不低于50Mbps,屏到屏業(yè)務(wù)延時(shí)不超過60ms,每路地對(duì)空通信帶寬不低于1Mbps,控制業(yè)務(wù)延時(shí)不超過20ms。借助于5G網(wǎng)絡(luò)的低延時(shí)大帶寬的eMBB業(yè)務(wù)，和超低延時(shí)超高可靠性的URLLC業(yè)務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)5G通信網(wǎng)智能航拍無人機(jī)5G通信網(wǎng)智能航拍無人機(jī)期期3.5電力巡檢設(shè)備位處高空，應(yīng)用無人機(jī)巡查，既能避免高空爬塔作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，亦可以360°全些細(xì)節(jié)檢查，視頻和圖片的清晰度明顯不足，而5G網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)上行單用戶體驗(yàn)速率3D建模失敗，節(jié)約成本30～90%;地面站與管理中心進(jìn)行內(nèi)外場(chǎng)協(xié)同作業(yè)，即時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行圖像復(fù)采集，作業(yè)效率提升40～80%。EWATT易瓦特?zé)o人機(jī)巡檢平臺(tái)密碼登錄驗(yàn)證碼登錄密碼登錄聯(lián)3.6基站巡檢無人機(jī)控制圖片下載無人機(jī)控制圖片下載物(三維建模、角度測(cè)量(三維建模、角度測(cè)量)巡檢生成的數(shù)據(jù)量大，4G或傳統(tǒng)微波電臺(tái)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，只能后期進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。由于測(cè)量誤差要求較高，故應(yīng)配備高精度定位模塊，需利用5G高帶寬、低時(shí)延、高可靠性特點(diǎn)，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度定位。通過5G網(wǎng)絡(luò)可將網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)連入無人機(jī)管理該應(yīng)用要求上行速率50Mbps,在150m飛行高度上，通過使用具備垂直波束調(diào)整能力的大規(guī)模天線，有能力達(dá)到50Mbps上行速率；在300m-500m飛行高度上，要達(dá)到50Mbps上行速率，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋部署提出了較高要求，可以考慮3.8無人機(jī)物流配送成本的目的。通過5G網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)物流無人機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)度與控制。在無人機(jī)工作過程中，借助5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬傳輸能力，實(shí)時(shí)回傳機(jī)載攝像頭拍攝的視頻，以便地面人員了解無人機(jī)的工作狀態(tài)。同時(shí)，地面人員可通過5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延的特性，遠(yuǎn)程應(yīng)用場(chǎng)景：血液藥品配送、電商物流配送、3.9無人機(jī)應(yīng)急通信及救援的主動(dòng)定位，確認(rèn)被困人員的位置及身份信息。同時(shí)利用5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬傳輸能力，通過機(jī)載攝像頭實(shí)時(shí)拍攝并回傳現(xiàn)場(chǎng)高清視頻畫面，結(jié)合邊緣計(jì)算能力與AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快通基礎(chǔ)設(shè)施巡檢等輔助工作。再比如，業(yè)務(wù)管