坐在電腦前，只需輕點(diǎn)一下鼠標(biāo)，就能讓無人機(jī)出動(dòng)到達(dá)另一個(gè)領(lǐng)空甚至是國(guó)度。這樣的畫面大家應(yīng)該很熟悉，在好萊塢大片中，我們已經(jīng)見過不少。而現(xiàn)在如果說你坐在家里也可以，你會(huì)怎么想。
最近，外國(guó)媒體大力報(bào)道一家名為UAVIA的法國(guó)無人機(jī)初創(chuàng)公司，準(zhǔn)確來說這是一家無人機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)方案商。報(bào)道稱該公司將軍用無人機(jī)遠(yuǎn)程操控技術(shù)運(yùn)用在消費(fèi)級(jí)無人機(jī)上，通過4G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操作無人機(jī)，很多媒體激動(dòng)地贊頌道，軍用無人機(jī)遠(yuǎn)程操控技術(shù)即將被民用化。
先來說說原理
原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，整套系統(tǒng)需要有兩個(gè)4G接入點(diǎn)，一個(gè)接入點(diǎn)在無人機(jī)上，另一個(gè)在控制器上。PC通過無線網(wǎng)絡(luò)連接向無人機(jī)發(fā)出指令，控制無人機(jī)的飛行路線，同時(shí)無人機(jī)會(huì)將內(nèi)置的攝像頭拍攝的高清視頻發(fā)送給用戶，用戶在監(jiān)控周圍環(huán)境的同時(shí)，可調(diào)整無人機(jī)的飛行路線。
UAVIA的系統(tǒng)工作臺(tái)
此技術(shù)與軍用無人機(jī)的遠(yuǎn)控技術(shù)一脈相承。上世紀(jì)80年代，軍用無人機(jī)飛行控制技術(shù)出現(xiàn)了兩大分支，即自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)和指令控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制是飛行控制系統(tǒng)的早期形式，需要在發(fā)射起飛前對(duì)無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)預(yù)先輸入控制程序。之后，隨著無人機(jī)機(jī)載傳感器的改進(jìn)，在無人機(jī)和地面站之間采用無線數(shù)據(jù)鏈路通信的指令控制系統(tǒng)開始大行其道。最初采用指令控制系統(tǒng)的無人機(jī)可由雷達(dá)跟蹤，地面站的控制人員通過無線鏈路發(fā)送指令糾正無人機(jī)的航向。之后就是圖像傳輸了。
無線鏈路是遠(yuǎn)程控制的短板。無線信號(hào)容易受大氣條件的影響，設(shè)備故障和來自敵方的干擾都容易令控制失效，從而導(dǎo)致無人機(jī)失去控制而墜毀。直到上世紀(jì)90年代，衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路的出現(xiàn)解決了這一問題。地面控制站可以將控制信號(hào)上傳至空間通信衛(wèi)星，再通過中繼放大發(fā)送至無人機(jī)接收天線上，這就完全突破地面障礙物和地平線的限制。特別是當(dāng)控制指令受到干擾時(shí)，GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還能幫助無人機(jī)返航回收。
GPS的覆蓋范圍廣，信號(hào)穩(wěn)定。而4G網(wǎng)絡(luò)則受到航程的限制，4G是近地面才有的信號(hào)，超過基塔的高度就基本沒有信號(hào)。也就是說，無人機(jī)將不能高空飛行。
如果信號(hào)丟失怎么辦呢？UAVIA的處理方式是，無人機(jī)將繼續(xù)完成預(yù)先設(shè)定好的飛行指示或者自動(dòng)安全降落。
這事兒不新鮮
大概在5年前，行業(yè)應(yīng)用級(jí)無人機(jī)就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，只不過使用的是地面站，通過衛(wèi)星GPS信號(hào)控制，而地面站成本較昂貴。
而在民用上，其實(shí)也有很多人嘗試過。早在2012年，3G時(shí)代，就有人曾提出DIY超遠(yuǎn)程無人飛機(jī)方案。
1、無人機(jī)關(guān)鍵是遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)的建立，這部分進(jìn)行DIY個(gè)超遠(yuǎn)程控是跟錢過不去，也沒這個(gè)技術(shù)，因此我首先想到的是三大巨頭的無線通路（電信、移動(dòng)、聯(lián)通）。
2、視頻壓縮采集等設(shè)備，淘寶有賣（H.264網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，支持云臺(tái)解碼3G擴(kuò)展，免域名免映射全網(wǎng)穿透）。
3、遠(yuǎn)程遙控板擬采用云臺(tái)控制板（這部份要適當(dāng)改造，在淘寶購(gòu)個(gè)云臺(tái)解碼板，找出云臺(tái)控制左右轉(zhuǎn)、上下轉(zhuǎn)、鏡頭拉伸等開關(guān)，引接控制飛機(jī)的飛控電路，485串口通訊）
4、弄個(gè)GPS頭，（視頻服務(wù)器支持透明串口），回傳位置。
5、軟件（視頻服務(wù)器自帶，可進(jìn)行手機(jī)控和電腦控）
6、冗災(zāi)（2個(gè)3G視頻服務(wù)器，一個(gè)電信3G，一個(gè)聯(lián)通3G，移動(dòng)3G功能差點(diǎn)）
7、成本預(yù)算：網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器400元、云臺(tái)控制板100元、供電及改造電路等1000元左右（不包括飛機(jī)平臺(tái)、動(dòng)力）。
8、現(xiàn)在只是個(gè)方案，本方案3年前在機(jī)器人項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)過，在這個(gè)網(wǎng)站能找到，實(shí)驗(yàn)過北京與浙江臺(tái)州之間的遠(yuǎn)程遙控，只是圖像有稍微延遲。
在知乎上也有人表示早在一年多前就曾測(cè)試過，并且建議只需一個(gè)jetson tk1，一臺(tái)DJI M100或者APM飛控，一個(gè)3G網(wǎng)卡，就能達(dá)到一樣甚至更好的效果。
可以用來干嘛
對(duì)于普通用戶來說，可能還是有些遙遠(yuǎn)了。因?yàn)橐话闳送嫦M(fèi)無人機(jī)就足夠了，而消費(fèi)無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間是一大硬傷，30分鐘已經(jīng)是上線，除去起飛回程降落的時(shí)間，真正能飛的時(shí)間并不長(zhǎng)，也就是說在如此近距離的范圍內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)操作是最可靠也是成本最低的方式，遠(yuǎn)程操縱只能算附加功能，而且會(huì)帶來很多安全問題。
因?yàn)槌暰€飛行，UAVIA同樣受到了法國(guó)監(jiān)管政策的限制。但他們表示已經(jīng)有客戶使用了他們的技術(shù)方案，不過拒絕透露客戶是誰(shuí)?；诒O(jiān)管政策考量，他們潛在的應(yīng)用可以在農(nóng)業(yè)、災(zāi)難救援、搜索以及野生保護(hù)等領(lǐng)域。
UAVIA CEO Clément Christomanos倒是很樂觀，他說2016年結(jié)束之前歐洲關(guān)于無人機(jī)的監(jiān)管框架將會(huì)敲定，屆時(shí)將會(huì)有越來越多的人使用他們的設(shè)備。我們?cè)趯o人機(jī)智能化和互聯(lián)網(wǎng)化，無人機(jī)向空中管理部門報(bào)告飛行信息更加容易，這將讓空中管理變得簡(jiǎn)單，Christomanos說。
無人機(jī)受到監(jiān)管政策限制最大的原因是安全問題。Christomanos表示UAVIA 的目標(biāo)就是讓無人機(jī)更加安全。在他們的第一批客戶中，將保證不會(huì)在公共場(chǎng)所或是法律限制的地方飛行。
其實(shí)UAVIA 的技術(shù)在中國(guó)行不通，因?yàn)?G網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用足以嚇退一批人了，飛個(gè)10分鐘要花上二、三十元的4G流量，估計(jì)沒幾個(gè)人會(huì)吃得消。而法國(guó)人之所以如此膽大妄為，是因?yàn)槿思伊髁慷际前虏幌蘖康陌。?/p>
不過，聽說國(guó)內(nèi)也有人在做同樣的事，看來遠(yuǎn)程控制無人機(jī)這事兒，已經(jīng)離我們不遠(yuǎn)了。