Масштабирование операций за пределами прямой видимости за счет надежной инфраструктуры связи и автономности.

Эксплуатация дронов за пределами прямой видимости (BVLOS) обладает огромным потенциалом для преобразования нашей жизни и работы, предлагая инновационные решения в широком спектре отраслей, включая логистику, сельское хозяйство и инспекцию. Эти передовые операции способны повысить эффективность, снизить затраты и расширить охват различных услуг.

По мере перехода отрасли к автоматизированным операциям за пределами прямой видимости (BVLOS), одним из важнейших, само собой разумеющихся факторов является безопасность. Надежное и постоянно доступное решение для связи, обеспечивающее высокую производительность и гибкую передачу данных, станет обязательным условием для более безопасных операций. Представьте себе, что вы управляете дроном дистанционно, не имея или имея с задержкой информацию о его фактическом местоположении!

На сессии NestGen '23 мы побеседовали с Йоавом Амитаи, генеральным директором компании. ЭлсайтЭто платформа для обеспечения связи, предназначенная для предоставления чрезвычайно надежной высокоскоростной связи в режиме реального времени даже в самых сложных и отдаленных районах. Йоав обсуждает текущие проблемы, а также решения в области связи, которые потребуются для реализации операций за пределами прямой видимости (BVLOS).

Что именно представляет собой полет за пределами прямой видимости (BVLOS)? Чем он отличается от полетов за пределами прямой видимости (VLOS) или полетов вне прямой видимости (EVLOS)?

Прежде чем углубляться в решения для обеспечения связи, давайте рассмотрим различия между операциями VLOS, EVLOS и BVLOS. Согласно определению:

• ВЛОС‍Визуальная прямая видимость (ВПР) относится к операциям с беспилотными летательными аппаратами, при которых аппарат находится в пределах прямой видимости командира воздушного судна (КВС), при этом КВС находится «в одном месте» и поддерживает прямую связь с КВС.
• EVLOSБеспилотный летательный аппарат (БПЛА) с расширенной прямой видимостью (расширенная прямая видимость) - это операция, при которой пилот и/или наблюдатель постоянно поддерживают визуальную осведомленность о воздушном пространстве. Аппарат может управляться вне поля зрения командира воздушного судна (PIC), но он должен постоянно оставаться в пределах визуальной видимости наблюдателя (VO), при этом командир воздушного судна должен постоянно находиться за штурвалом.
• BVLOS или За пределами прямой видимости Это операции, при которых самолет летит вне прямой видимости командира воздушного судна или наблюдателя.

Однако, как отмечает Йоав, "Точное определение расстояния, на котором операция считается прямой (VLOS), сверхдальней (EVLOS) или минимальной (BVLOS) выполнимой, нереалистично, поскольку зависит от множества факторов, таких как размер дрона, рельеф местности, погодные условия и нормативные требования. Даже если дрон находится в зоне действия, любые препятствия или помехи между оператором и дроном могут привести к тому, что операция будет считаться BVLOS. Кроме того, если один оператор управляет несколькими дронами, даже если они находятся в зоне действия VLOS, регулирующие органы могут все равно считать операцию BVLOS из-за повышенной сложности операции, которая обязательно требует дополнительных мер безопасности и сертификации.

Проблемы, возникающие при эксплуатации дронов за пределами прямой видимости.

Теперь, когда определения ясны, Йоав углубляется в три основные технологические проблемы, связанные с эксплуатацией дронов за пределами прямой видимости:

• Управление воздушным пространством: Для выполнения полетов за пределами прямой видимости (BVLOS) требуется эффективное управление воздушным пространством, особенно в условиях, когда в одном и том же воздушном пространстве работают несколько операторов. Обеспечение связи между операторами во избежание конфликтов или столкновений, а также управление как пилотируемыми, так и беспилотными летательными аппаратами в одном воздушном пространстве являются серьезными задачами, требующими решения.
• Подключение: Наконец, полеты за пределами прямой видимости (BVLOS) требуют стабильной и надежной связи между дроном и оператором, особенно при полетах на большие расстояния. Связь в режиме реального времени необходима для различных приложений, включая обеспечение безопасности. осмотра также в сельском хозяйстве, и поддержание связи становится критически важной задачей в операциях за пределами прямой видимости.
• Автономия: Для масштабных операций за пределами прямой видимости (BVLOS) необходимо исключить человеческий фактор. Это подразумевает разработку автономного программного обеспечения, способного эффективно и безопасно управлять парками дронов, снижая трудозатраты и повышая производительность. автономность дрона Это может повысить уровень безопасности за счет снижения количества человеческих ошибок и повышения надежности системы.

В этой статье мы подробно рассмотрим две ключевые проблемы и Рекомендовать решения для устранения проблем с подключением и обеспечения автономной работы.

{ {guide} }

Поддержание надежной связи между дроном и наземной станцией.

Установлено, что надежная связь и передача данных имеют решающее значение для управления воздушным пространством, поддержания автономности и преодоления технологических проблем, особенно когда дрон находится вне зоны прямой радиочастотной связи с командиром воздушного судна. Итак, какие существуют варианты подключения? Давайте рассмотрим их:

Стандартная точка-точка, запатентованная радиочастотная технология.

Распространенный метод беспроводной связи, устанавливающий прямую замкнутую сеть между оператором и дроном, позволяющий осуществлять связь и управление в режиме реального времени. Однако эти системы имеют ряд ограничений, особенно при полетах за пределами прямой видимости (BVLOS):

• Во-первых, их ограниченная дальность действия делает их непригодными для операций на больших расстояниях, что ограничивает масштабы миссии.
  
  
• Они подвержены помехам, особенно в густонаселенных районах, где многие беспроводные устройства используют одни и те же частоты, например, 2,4 или 5,8 гигагерц.
  
  
• Поскольку эти системы создают локальную сеть, они непригодны для облачных решений и интеграции дополнительных приложений, что ограничивает общий масштаб их применения.
  
  
• Потребление энергии этими системами также велико по сравнению с другими решениями, что может ограничить продолжительность миссии.

Спутниковая связь

Спутниковая связь - ещё один вариант беспроводной связи в работе дронов. Хотя она обеспечивает хорошее покрытие, у неё есть ряд ограничений:

• Одной из основных проблем является ограниченная доступная пропускная способность, что может затруднить передачу данных в реальном времени, особенно видеоданных. Из-за ограниченной пропускной способности качество и задержка видео очень низкие.
  
  
• Спутниковая связь может быть дорогостоящей, что делает ее экономически нецелесообразной для некоторых сценариев использования дронов.
  
  
• Что касается доступных на рынке решений, большинство из них либо слишком большие, либо слишком громоздкие для использования на дронах. Те, которые обеспечивают потоковую передачу данных вместе с управлением и телеметрией, обычно весят около 1,5 килограмма. Это ограничивает грузоподъемность дрона и снижает его общую производительность.

Сотовая/мобильная связь:

Работа через общедоступную сотовую инфраструктуру, в первую очередь LTE и 5G/4G, является наиболее экономически эффективным и производительным вариантом беспроводной связи для полетов за пределами прямой видимости (BVLOS). Ниже перечислены некоторые преимущества использования этого метода:

• Его способность поддерживать роевые топологии для связи. Он может работать в топологии «один ко многим» или «один к одному», обеспечивая большую гибкость в эксплуатации дронов.
• Для работы системы не требуется прямая видимость или наземная станция управления, а также отсутствуют ограничения по дальности. Это делает её идеальной для операций за пределами прямой видимости на больших расстояниях, поскольку система связи способна работать в разных странах и на разных континентах, сохраняя при этом высокую пропускную способность и низкую задержку.
• Сотовая инфраструктура широко распространена, по оценкам, она охватывает от 85 до 92% территории мира, что делает ее доступным и надежным вариантом для полетов за пределами прямой видимости.
• Она работает на основе интернет-инфраструктуры, позволяя использовать SaaS-приложения, обеспечивающие потоковую передачу данных в реальном времени и их анализ в облаке.
• Модули и инфраструктура сотовой связи разработаны для работы от батарей, что делает их легкими, энергоэффективными и менее требовательными к занимаемому пространству на дроне. Это гарантирует отсутствие влияния на общую производительность или стабильность дрона, что делает их жизнеспособным вариантом для сертификации BVLOS (полет за пределами прямой видимости).

Йоав также подчеркивает сложности работы с общественностью. Сотовая инфраструктура с графиками от Ericsson и Qualcomm.. «Проблема, с которой мы сталкиваемся при разработке сотовой инфраструктуры, заключается в том, что она оптимизирована для наземной связи и не предназначена для эффективной работы на больших высотах», - говорит он. Антенны разработаны для обычных мобильных телефонов на земле, где находится большинство абонентов и где операторы имеют лицензии на использование определенных частот. При работе с дронами связь осуществляется через боковые лепестки антенны, а нахождение непосредственно над вышкой сотовой связи может привести к полному отсутствию связи, что делает надежную связь серьезной проблемой».

Йоав также делится еще одним интересным анализом, представленным Verizon и FAA, под названием «Работа LTE в воздухе» (ALO), который показал, что сотовая интернет-сеть способна в достаточной мере поддерживать управление беспилотными летательными аппаратами и связь, не связанную с полезной нагрузкой, на высоте ниже 500 футов. Хотя это показывает, что инфраструктура может работать на таких высотах, все еще существуют «слепые зоны», где сеть недоступна.

Как Elsight Halo решает проблемы с подключением

Для решения проблем, связанных с общедоступными сотовыми сетями, Йоав предлагает многосетевой подход, именно то, что предлагает продукт компании Elsight. ГалоПредлагается. Объединяя все доступные IP-каналы (4 сотовых или радиочастотных решения с SIM-картами и резервированием канала) в один объединенный канал, система Elsight оптимизирует каналы связи для дронов, обеспечивая передачу и прием данных и команд в режиме реального времени с высокой надежностью. Это обеспечивает статистически лучшее покрытие и более надежную связь, что Йоав называет "уверенность в соединении."

Этот подход позволяет преодолеть проблемы, связанные с использованием единой инфраструктуры связи, обеспечивая повышенную избыточность и более надежное соединение для дронов, даже в районах с ограниченным или заблокированным покрытием.

Halo, первое решение для обеспечения связи на основе искусственного интеллекта, отличается компактными размерами, легким весом и энергопотреблением, которое составляет менее половины от потребления обычной кухонной лампочки. Это инновационное решение позволяет экономить на размере, весе и энергопотреблении (SWaP), обеспечивая при этом встроенные коммуникационные возможности.

Необходимость автономности для масштабирования операций за пределами прямой видимости (BVLOS).

Как уже упоминал Йоав, третьей проблемой станет автономное управление. По мере расширения компании, занимающейся беспилотными летательными аппаратами, будет расти и спрос на экономически эффективные и действенные решения, способные работать в больших масштабах.

Автономность вносит значительный вклад в это, снижая затраты на рабочую силу и повышая производительность, что делает эксплуатацию дронов более экономически целесообразной. Кроме того, исключение человеческого фактора из процесса значительно повышает безопасность и надежность полетов за пределами прямой видимости. В отличие от людей, программное обеспечение может управлять дронами с точностью и стабильностью, не испытывая препятствий в виде усталости или человеческих ошибок.

Как FlytBase автоматизирует ваши операции с дронами

FlytBase это корпоративное облачное программное решение, позволяющее операторам удаленно и автономно управлять дронами из любой точки мира, не находясь на месте. Решения для обеспечения связи, такие как Elsight Halo, позволяют операторам раскрыть весь потенциал этого программного решения.

• Управление видео: Платформа позволяет операторам просматривать несколько высококачественных видеопотоков со сверхнизкой задержкой, что упрощает мониторинг и управление работой дронов удаленно. Операторы также могут обмениваться видеоданными в режиме реального времени с заинтересованными сторонами, находящимися в других местах, что улучшает взаимодействие и принятие решений. Платформа также обеспечивает интеграцию с системами видеонаблюдения (VMS) и другими статическими видеопотоками, предоставляя операторам полный обзор их операций.
• Управление устройствами: Инструменты управления устройствами FlytBase позволяют операторам управлять и контролировать весь свой парк дронов, включая док-станции. Платформа интегрируется с метеостанциями и инструментами прогнозирования погоды в реальном времени, такими как Windy, что позволяет пользователям автоматически прерывать миссию в экстремальных погодных условиях, обеспечивая безопасность дрона и окружающей территории.
• Синхронизация облачных медиафайлов: При наличии качественного подключения к интернету пользователи могут без проблем синхронизировать медиафайлы с SD-карты дрона в своё частное облачное хранилище. После завершения миссии дрон может автоматически синхронизировать медиафайлы без необходимости ручного вмешательства.
• Интеграции для обеспечения возможности полетов за пределами прямой видимости: FlytBase также обеспечивает бесшовную интеграцию с другими технологиями, такими как ADS-B. Обнаружение и предотвращениесистемы парашютного спасения и программное обеспечение, такое как платформы UTM для обеспечения осведомленности о воздушном пространстве, позволяют удаленным операторам получать целостное представление об окружающей обстановке, а также обеспечивать безопасные операции.

Расширьте возможности своих операций за пределами прямой видимости с помощью DJI Dock 2 и FlytBase

Обратитесь к нашим экспертам.

Запросить ценовое предложение

На приведенной ниже схеме показано, как FlytBase и Halo работают совместно.

В заключение, принимая будущее операции с беспилотниками, летающими за пределами прямой видимости (BVLOS). Это требует непоколебимой приверженности разработке и внедрению надежных решений в области связи и автономного программного обеспечения. Это позволяет предприятиям раскрыть весь потенциал этой новаторской технологии, стимулируя инновации и рост в различных отраслях и в конечном итоге формируя более безопасный и эффективный мир.