En el caso de DJI, uno de los drones más extendidos del mundo, el problema se agrava debido a que casi todos los modelos requieren un control remoto con un alcance de comunicación muy limitado.
Para abordar este problema, planteamos las siguientes ideas:
- comunicarse con el dron a través de la red móvil LTE/4G/5G
- utilizar una antena con un patrón de radiación más estrecho
- utilizar transmisores más potentes y canales de comunicación más amplios
Investigamos cada idea y esto es lo que descubrimos.
Comunicación con el dron a través de la red móvil LTE/4G/5G
Parecía prometedor, ya que las redes móviles se están expandiendo por todo el mundo y cubren cada vez más territorio. Por supuesto, a veces los vuelos se realizan en zonas remotas sin cobertura LTE/4G/5G, pero la comunicación por red móvil es adecuada para la mayoría de los casos de uso. Por ello, elegimos esta opción como la principal.
Antena con un patrón de radiación más estrecho
El uso de una antena con un patrón de radiación más estrecho puede aumentar el alcance de la comunicación, aunque no de forma drástica. Esta opción conlleva un desafío inherente: la antena de patrón estrecho debe rastrear la posición del dron y girar en consecuencia. Empezamos a trabajar en ello porque nos pareció interesante, así que publicaremos un artículo al respecto en el futuro. ¡Mantente atento!
Transmisores más potentes y canales de comunicación más amplios
Oficialmente, todavía no existen dispositivos compatibles con los drones más populares de DJI, por lo que esta opción se descartó desde el principio.
Control de un dron DJI a través de 4G
Para intentar crear un dron controlado por LTE/4G/5G, optamos por DJI al ser uno de los drones más comunes del mercado. Decidimos colocar un módem 4G en el dron y conectarlo a un controlador de vuelo automático. El análisis demostró que solo había una forma de controlar un dron DJI a través de 4G con UgCS: utilizar DJI OSDK , una computadora de a bordo adicional (por ejemplo, Raspberry PI o NVidia Jetson Nano) y un módem 4G conectado a ella.
Los requisitos del DJI OSDK especifican la lista de drones compatibles: todos los modelos Matrice y aquellos basados en el controlador de vuelo A3.
Montamos un banco de pruebas basado en A3 para el desarrollo y la depuración local. Tras realizar pruebas exitosas, ensamblamos el sistema completo. A continuación, se muestra la foto con el equipo instalado en el M600.
También decidimos que la aplicación no solo debía garantizar la integración con DJI OSDK, sino actuar como un UgCS onboard VSM (módulo específico del vehículo). Es decir, la aplicación debe permitir que el dron se conecte a UgCS directamente a través de LTE/4G/5G.
Una vez que el prototipo estuvo listo y depurado, realizamos algunos vuelos de prueba con el Matrice 600.
Además, uno de estos vuelos incluyó el cruce de una frontera, durante el cual probamos el cambio entre dos operadores móviles.
Para más detalles, consulte el comunicado de prensa sobre el primer vuelo transfronterizo de drones BVLOS a través de red móvil con UgCS
Como resultado de todos los experimentos, obtuvimos una aplicación que cumple con los siguientes requisitos:
- La aplicación se puede instalar en el dron utilizando una computadora Raspberry PI adicional.
- La aplicación permite controlar su dron DJI directamente desde UgCS sin necesidad de un control remoto adicional ni de una aplicación móvil.
- El dron se conecta a un servidor UgCS a través de una red LTE/4G/5G.
- El comportamiento del VSM a bordo de UgCS se puede modificar para admitir requisitos específicos: por ejemplo, añadir acciones durante el despegue o gestionar una carga útil no estándar.
Considerando que nuestra solución podría ser útil para otros, decidimos hacerla pública para simplificar el desarrollo y uso de diversas soluciones basadas en UgCS y DJI OSDK. Descargar GitHub - ugcs/dji-onboard-vsm: UgCS VSM para DJI Onboard SDK para Raspberry PI y JetSon Nano
Estos son algunos posibles casos de uso para la aplicación:
- El dron puede gestionarse a través de la red móvil LTE/4G/5G, lo que amplía significativamente el rango de casos de uso de drones en áreas con cobertura de Internet móvil.
- Esta solución puede ayudar a los organismos de control de tráfico aéreo a rastrear el dron fácilmente, reemplazando así al ADS-B en cierta medida.
- Se pueden añadir funciones adicionales de gestión de carga útil.
- En lugar de canales de comunicación móvil, puede utilizar cualquier otro enlace de datos que admita paquetes TCP y UDP para la transmisión de vídeo.
- Puede utilizar nuestro código fuente como ejemplo y desarrollar su propia solución basada en DJI OSDK y UgCS.