還沒來及恭喜無人機加入外賣小哥的大家庭,慶祝以后在人行道和馬路上化身頭文字D主角的外賣小哥可能會變少,另一個問題就困擾了我們。
作為嗎嘍或者花花草草,以前只要擔心被月光寶盒砸到,而現在砸到我們頭上的還可能是“飛機”和它配送的牛雜、湯粉或者烤串了。
......我發誓!我沒有在想,如果兩架無人機撞一起,一個送的是啤酒,一個送的是炸雞,它們都掉在了我面前會怎么樣。作為曾經光榮的少先隊員,我,可能只是餓了一點。
那么,有什么辦法可以保護我們外賣在天的安全,還有我們人在地面的安全呢?
答案就是
什么是通感?
通感是指通信和感知。通信就是大家熟悉的打打電話、上上網;感知則包括對外界的感覺和知覺兩個環節。感覺大家最熟悉的就是視/聽/嗅/味/觸覺,知覺是大腦對所感覺到的物體進行識別判斷的過程。
感覺過程我們熟悉的工具有攝像頭、激光/無線電雷達、傳感器等,知覺識別判斷的過程可以借助算力用模型和算法來實現。所以,通感就是利用無線通信技術,去對環境進行探測和判斷。
3GPP從2023年開始推動5G-A的標準,開啟了5G領域的新一輪創新。其中,就包括米級精度、超1 km范圍的通感一體技術。它是利用基站發出的無線電波,在兼顧通信的同時,對周邊環境進行實時探測,精準地感知并定位目標物體,獲取其方位、距離、速度等信息。
通感一體如何感知周邊?
通感一體的能力聽著很厲害,既要通信,又要感知,而且這感知探測功能聽著像是要搶雷達老大的飯碗嘛~就像讓子彈飛里的姜文一樣,既要站著,又要把錢給賺了,那通感一體到底有沒有姜文般的實力去做到呢?
1、怎么實現通信和感知
基站分別發射通信用的和感知用的電磁波,通信用的電磁波管數據,感知用的電磁波管探測。兩種類型的電磁波調制方式不同,此波非彼波,就像婆婆和媳婦,各行其是,井水不犯河水。
2、怎么避免通信和感知的干擾
通信和感知的電磁波互相干擾怎么辦?這問題就像問婆婆和媳婦鬧矛盾了怎么辦一樣,最簡單的辦法就是把她們分開。所以,分時調度,把通信和感知用的電磁波劃分在不同的時間進行發送和接收,就是應對干擾的最佳解決方案。
3、怎么提高感知的距離和精度
電磁波在傳播過程中面臨著損耗,傳播距離越遠,損耗越大,就像我們晚上用手電筒。那要怎么才能感知到更遠的距離呢?手電筒把光聚焦到一處,就可以照得更遠。光波也是一種電磁波,所以基站一樣可以把發射的電磁波,從覆蓋面更廣的寬波束,換成能量更集中的窄波束,就可以像聚焦的手電筒一樣探測更遠的距離啦。這也是聰明的通信工程師,用5G波束賦形技術所嘗試的新應用。
使用窄波束后探測距離變遠了,但是探測范圍會變小啊,這樣會不會探測就不精準了呢?這時候,就輪到由5G的CoMP(Coordinated Multi-Point,多點協同)技術衍生出的多站點協同感知技術登場啦。通過由多個5G-A基站,同時對目標進行探測和計算,我們就可以獲得目標更精確的位置和速度信息。這就是傳說中的,主C逆風,就搖人開團大法,是兄弟就一起砍一刀,啊不,一起探測。
如此一來,借助5G-A的通感一體技術,我們既可以正常的手機上網刷視頻,又可以探測感知周圍的靜態環境和動態目標,做到了通信、感知兩手抓。
通感的優缺點
缺點
通感也不是萬能的。由于地面環境非常復雜,通過電磁波反射的回波可以識別出物體的大小、形狀、速度,但是難以判斷材質,很難精準識別探測到的對象是什么。所以,現階段對地面環境的感知,還需要借助攝像頭的圖像識別、激光雷達等。期待以后隨著技術發展可以解決這個問題。
而在奧特曼、超人、因重慶人工降雨而走失的搖褲等加入飛行陣營前,空中的物體則更單純一些。所以,當前通感主要應用在低空環境。
優點
可以復用現有通信網絡的基站站址資源,僅需更換射頻模塊,增加相應的基帶感知及算力單元,就可以實現通感一體的低成本、快速建網。
單基站設備即可實現通信和感知,包括支持大帶寬的圖像回傳、飛行器的全天候+高精度定位、感知對象通過通信鏈路進行鑒權等。
以上優點,決定了通感一體技術將在近期概念爆火的“低空經濟”領域發揮重大作用。
那什么是低空經濟?
低空經濟的發展是不是非使用通感一體技術不可,有沒有其他選擇了呢?
下面就讓我們先一起了解下低空經濟的具體情況,再看看相關技術是如何競爭的吧。
什么是低空經濟?
低空經濟是指依托于低空空域(一般在垂直高度1000米以下,最高不超過3000米的空域范圍),以民用有人/無人駕駛的飛行器為載體,以載人、載貨和其他作業場景的低空飛行活動為牽引,帶動相關領域融合發展的綜合性經濟業態。
低空經濟相關的產業和領域如下。
而其中低空經濟具體的商業應用場景,則可以根據其飛行高度,劃分為以下類型。
在這些商用場景中,和我們生活聯系最緊密的低空經濟場景是以下三類。
公共服務:低空+物流
航空消費:低空+通勤、旅游
生產作業:低空+巡檢
這些低空經濟商用場景,都需求要能精準感知飛行器的位置。此外,還通常伴隨有通信服務需求,比如你在飛行器上美美自拍,想要發個朋友圈嘚瑟的時候。最重要的是,這些低空商用場景都有很高的安全需求。相信沒人會希望在大風起兮云飛揚,坐上無人機兮走四方,然后吃著火鍋還唱著歌的時候,突然就被黑飛給撞了吧?
下面,我們就重點介紹為了避免碰撞,當前探測低空飛行器的幾種方法和他們的差異。
低空感知技術大比拼
在低空經濟中,飛行器的安全是尤為重要的,而要保障安全,首先要察覺安全風險。
在感知低空飛行器時,核心要求可以概括為:“看得到”、“看得準”、“看得遠”、“一直看”。其中,“看得到”、“看得準”是基本訴求,而“看得遠”、“一直看”是進階訴求。傳統的WiFi首先被Pass,因為它的信號不穩定、切換時延大、覆蓋易受干擾。下面,有請進入低空感知決賽圈的選手登場~
首先登場的是通感一體選手。讓我們看看它除了獨有的通信能力,在感知比拼中又有幾把刷子呢。
接著登場的是老大哥低空雷達。軍迷朋友都知道雷達的能力和重要性,打仗先打雷達,沒有地圖可就成瞎子了。
走在第三位的是新貴光電檢測,通俗點說就是安全監控攝像頭。得益于它們的出手,社會治安水平比十幾年前有了顯著提升,商業街的小偷小摸、騎行搶包等基本絕跡。
最后登場的是TDOA。TDOA(Time Difference of Arrival,到達時間差)是一種無線定位技術,它通過測量信號到達不同監測站的時間差來確定信號源的位置。說簡單點,就是地面版的北斗衛星定位系統技術。
就讓我們用一張表來總結四位參賽選手的優缺點。滿足“看得到”、“看得準”、“看得遠”、“一直看”要求的打√,不滿足的打×。
可見,通感一體技術還真有幾把刷子~只有它可以滿足全部的要求。并且,通感一體技術可以復用現有通信基站,節省一大筆建設開支,還可以避免一般民眾對雷達等輻射問題的擔憂和抵制。特別是中興通訊研發的128通道的大張角AAU設備,還有感知用的脈沖波+連續波組合配置技術,更是助力通感技術在“看得遠”、“一直看”方面,實現性能的大幅提升。
此外,通感一體技術還可以和其他探測技術融合,作為低空安防探測部分的綜合應用方案。
今天,我們了解了通感技術的原理,低空經濟的概念,還有通感技術是如何勝過其他感知技術,成為支撐起低空經濟快速發展的核心的。
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原文標題:無人機都能送外賣了!是誰在支撐低空經濟快速發展呢?
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