Een drone bezit draadloze communicatie voor verschillende doelen. Het type data over deze draadloze transmissie varieert afhankelijk van de applicatie, maar kan algemeen teruggebracht worden tot positionerings-, controle- en sensor data. In dit blogartikel gaan we dieper in op de verschillende soorten communicatietechnieken van drones.
Goedkope, kleine (vaak speelgoed) drones bevatten nauwelijks of geen autonomie. Deze drones hebben hoogstens een gyroscoop sensor aan boord om zichzelf te stabiliseren in de lucht. Daarnaast is de afstand, tussen piloot en drone, meestal beperkt tot het gezichtsveld. De draadloze communicatie beperkt hier zich enkel tot het controle gedeelde en optioneel videobeelden in lage resolutie. Hierbij is dus vooral een beperkte vertraging belangrijk bij de draadloze communicatie.
In de middenklasse vinden we drones, gebruikt voor bijvoorbeeld inspectie en filmopnames. Deze drones bevatten veelal semiautonome functies, waarbij ze autonoom een kort traject kunnen afleggen of voor een langere periode hun positie kunnen vasthouden, in de buurt van de piloot. Hiervoor beschikken deze drones over positioneringstechnieken via satelliet (GPS, Beidou, Galileo en/of GLONASS). Omdat de communicatie hier verder in afstand gaat dan het gezichtsveld van de piloot (tot enkele kilometers) en de aard van de applicatie, is het live versturen van videobeelden en andere sensor data noodzakelijk voor een veilige besturing en gebruik van de drone. Naast beperkte vertraging in het draadloze signaal, speelt dus ook de bandbreedte een belangrijke rol hier.
Tot slot zijn er de duurdere, geavanceerde drones, die in staat zijn om volledig autonoom van punt A naar punt B te vliegen. Deze drones beschikken over een hoge precisie positioneringstechniek, genaamd RTK. Hierbij wordt met behulp correctiegegevens de foutmarge op het positioneringssignaal, via satelliet, beperkt tot 1 à 2cm. Verder bezitten deze drones sensoren om objecten in de buurt te kunnen detecteren en ontwijken. Hoewel continue draadloze communicatie in principe niet nodig is voor deze drones, is het toch belangrijk dat ze ten allen tijden getraceerd en indien nodig bijgestuurd kunnen worden. Hiervoor is het vooral belangrijk dat de afstand nagenoeg onbeperkt en naadloos is. Bij voorkeur is ook de vertraging beperkt, de bandbreedte is hier voor de meest beoogde applicaties minder belangrijk.
Communicatie spectrum
Hoewel de vraag naar frequentie allocatie groter en groter wordt, is er op dit moment nog geen specifiek spectrum gereserveerd voor drones. Dit heeft als gevolg dat enkel licentie vrije frequentie banden gebruikt kunnen worden. Het meest gebruikte is het spectrum waar we ook Wi-Fi terugvinden, namelijk 2,4GHz en 5GHz. Door de populariteit van Wi-Fi is er een reële kans dat een drone op hoogte interferentie ondervindt. Om gevaar van controleverlies te vermijden, is het aangewezen om de drone altijd in het gezichtsveld van de piloot te houden. In het geval dat de taak van de drone van een meer kritische aard is, wordt er gebruikt gemaakt van gelicentieerde frequenties die we kunnen terugvinden in het spectrum vanaf 5GHz en hoger.
Bij autonoom vliegende drones, waar de vertraging op het signaal minder kritisch is, wordt er standaard gebruik gemaakt van het cellulair netwerk. Het voordeel van een 4G verbinding is dat de afstand die overbrugd kan worden nagenoeg onbeperkt is over land. Ook de bandbreedte is voor de meeste toepassingen ruim voldoende. Het nadeel van deze communicatie methode is de beperkte hoogte die de drone kan vliegen, een variërende vertraging die het signaal heeft en het feit dat het gebruik van een mobiel netwerk betalend is.
In de toekomst wordt er ook uitgekeken naar de mobiele 5G verbinding. Hierbij is het probleem met een variërende vertraging opgelost en is de bandbreedte meer dan voldoende. Het hoogte probleem en de kosten blijven hier echter bestaan. Ook wordt verwacht dat 5G moeilijk beschikbaar zal zijn in afgelegen gebieden, buiten stads- en dorpskernen.
Auteur
CHRISTOPHE MANNAERTS
Christophe is Application Engineer bij Flanders Make en specialist in sensoren en communicatie voor autonome- en industriële applicaties.
Contacteer EUKA/Flanders Make voor meer informatie
Updates en nieuwe artikels ontvangen in je mailbox? Schrijf je dan snel in voor onze nieuwsbrief!