基于无人机的安防监控系统在智慧城市中的应用前景与实现

吴 健

（柳州城市职业学院，广西 柳州 545000）

0 引言

无人机又称为UAV，是目前应用较为广泛的一种无人驾驶的航空器。无人机配备有比较完善的航拍系统、高清摄像头以及红外热像仪等专业的功能。无人机的应用较为广泛，种类比较繁多。按照无人机的动力进行划分，可以将无人机分为太阳能、燃油、混合动力无人机等；按照用途，可以将无人机分为民用、军用等；按照控制的方法与方式，可以将无人机分为无线电遥控、预编程自控以及程控与遥控复合无人机等。其中，在城市的安防监控方面，无人机的使用也扮演了极其重要的角色，一旦城市发生了突发事件，通过使用无人机进行监控，无人机就能够快速到达事发现场，使警方能够对现场进行一个初步的了解，无人机还能够对罪犯进行定位，能够帮助警方实现对罪犯的全方位的围堵，从而实现城市社会治安的稳定与和谐。

1 无人机安防监控系统的主要结构

无人机的安防监控系统主要包括了无人机、遥控系统后台以及无线移动通信技术等。在使用的过程中，遥感系统会利用无线移动技术向无人机发送相关指令，此时无人机通过自身携带的航拍系统将航拍的图像发送给遥控系统的后台，这样通过遥控系统的后台，操作员就能够清晰地看到航拍的景象[1]。

1.1 无人机结构

无人机的机构主要包括9个系统，具体可以分为飞机机体、无人机的控制系统、无人机的导航系统、无人机GPS定位系统、电源供电系统、动力系统、摄像系统、回收与弹射系统、数据连接系统。其中无人机的控制系统主要是保证系统数据传输过程中的稳定与可靠，是整个无人机系统的核心。数据连接系统能够为无人机的遥感控制提供准确无误的指令，这样无人机在接受信息的过程中能够保证信息接收与传递的稳定性与可靠性。数据的传输主要包括两个方面，一个是将无人机航拍的信息通过数据的方式传递到后台进行呈现出来，供操作人员使用。另一方面是通过一系列的指令实现对飞机高度以及速度等参数的调整。高清摄影系统主要是通过无人机携带的摄像头对外界的图像进行拍摄，将采集到的数据回传到遥控的后台或者直接保存在无人机内的内存卡中。在拍摄的过程中，如果使用者对于拍摄的图像有要求，可以对无人机进行改装，搭载单反摄像头进行高清拍摄。GPS系统主要是为无人机进行位置的回传所装备的，无人机在进行空中作业时通过实时的GPS定位，使后台精准的掌握无人机的具体位置，同时也可以对出现异常状况，导致机体异常降落情况的无人机进行位置的掌握，方便无人机进行回收[2]。

1.2 遥控系统后台

遥控系统的后台控制主要实现的是接收无人机回传的图像、显示无人机的实时位置、规划巡视的路线以及实现对无人机的远程控制的功能。

无人机的远程遥控系统是由操控器、无线电台以及遥控组成的。在无人机工作的过程中，通过无人机摄像头拍摄的高清图像回传到后台后，后台的操作人员能够实现对无人机远程的监控以及画面的控制。但值得注意的是，无人机的成像质量要受到图像文件大小的影响，一般来说，文件体积越大的文件，清晰度就会越高，但是由于网络的时延，如果拍摄高清的图像就会造成文件回传到后台中的时延比较大。对于这种情况，如果不进行格式的调整就进行数据的传输显然有点不合适，因此，这要求使用者要对传输的文件进行压缩之后再进行传输[3]。

无人机的行走路线也是通过遥控的后台进行人工操作设定的，或者可以采用机器学习的方法实现自主飞行。例如，对于事故发生概率比较高的地区可以在该地区多巡视一会，依照机器学习的路线进行编译相关程序减少人工操作。遥控系统的后台会受到无人机的电量以及无线信号强度的影响，如果无人机的无线信号强度比较弱，那么无人机在使用的过程中对于从遥控后台传输的指令就不能够准确的进行接收，操作的实时性就会受到影响。

1.3 无线移动通信

无人机在飞行过程中，使用的工作信号主要是2.4 Ghz的无线信号，如果进行后期的处理，其飞机的距离会受到一定的限制，因此，可以通过增加基站的方法，增加其飞行的距离。现阶段，LTE网络的应用下，网络的传输速率很快，较高的网络带宽能够让图像的传输变得更加迅速，并且能够在传输高清图像的过程中也具有显著的优势，通过遥控后台发送的指令也能够快速的进行响应，使得后台的时延感大大降低。如今，经过对无人机以及无线移动通信的改良，无人机的可操控射程已经达到了1公里之外。LET网络的使用也是存在着一定的缺陷，具体而言，现在大部分的运营商都在积极的铺设基础设施以增强信号覆盖的范围，但是部分地区会由于信号的覆盖强度不够出现一定的盲点。

2 无人机的安防监控系统在智慧城市中问题分析

2.1 无人机的安防监控系统涉及人们的隐私问题

无人机在使用的过程中，由于自身要进行城市的监控，会在空中作业的过程中拍摄相应的图像，这个时候，部分城市市民表示，无人机的使用使得他们的隐私遭到侵犯，长期的高空作业，使得他们整日在监控的范围下进行活动，并且相关市民表示，一旦隐私遭到泄露或者是侵犯，政府方面如何采取措施进行防治，保证隐私能够不外露，同时对于涉及部分市民的隐私问题，无人机的操作人员能不能坚持职业道德的底线，严防市民隐私的泄露。因此，这要求政府部门在进行智慧城市的无人机的安防监控系统建设时，在相关法律法规的建设方面要明确涉及市民隐私问题的规定，同时在对于无人机操作人员的管理时，要不断提高无人机操作人员的职业素养。

2.2 无人机防碰撞技术问题

无人机防碰撞问题主要指的是在智慧城市的建设过程中，由于无人机安防监控系统中的应用越来越广泛，在使用过程中无人机的数量将会大大增加，那么，无人机的防碰撞技术是否能够做到安全，同时能够保证无人机在使用的过程中能够有效预防相互碰撞，无人机在空中作业的过程中会不会撞到行人或者电缆等问题都要进行综合的考量以及分析。针对无人机的防碰撞问题，无人机的开发单位要重视无人机防碰撞技术的研发，在将无人机配备更大的动力系统的同时，加强无人机GPS导航系统的研发以及提升，优化无人机中的防碰撞感应器，科学有效的提升无人机的防碰撞技术的应用效果。

2.3 无人机使用的管理规范问题

在使用无人机的安防监控系统实现其在智慧城市的应用时，我国在无人机使用时会遇到一系列的问题以及麻烦，在无人机投入使用的过程中，造成的商用、民用等问题将会越来越多，这就要求无人机在投入智慧城市的建设过程中，政府能够为无人机的投入使用建立相应的法律法规，使得无人机的安防监控系统能够有效地运用到现实中去。在无人机管理的相关法律法规的建设中，例如，对于无人机日后在对城市进行安防监控时一旦出现电量用光或者异常情况要求无人机被迫进行降落的时候，任何人不能够出现故意损坏无人机的行为，以及任何人不能以任何理由将无人机带回家，对恶意损坏无人机的行为要根据法律规定进行依法赔偿，制定一系列管理的惩罚措施。

2.4 无人机的性能优化问题

在智慧城市的安防监控系统的建设过程中，通过无人机的使用来实现对城市的监控，有效监控城市的突发事故。在无人机使用的过程中，只有有效的优化无人机的性能才能够提高无人机在智慧城市建设过程中的积极作用，有效提升整体的安防监控效果。在无人机的性能提升方面，应当重点关注无人机的工作时长、飞行距离以及内存的容量问题[7]。例如，在无人机工作时长的延伸方面，相关开发单位应当提高无人机的电池容量，或者改用太阳能电池板进行空中作业，有效提高无人机的工作时长，更好的实现对城市的安防与监控。

3 结语

无人机具有的独特优势，使得其在智慧城市的安防监控中发挥着至关重要的作用，无人机实现的智慧城市安防监控也将成为智慧城市建设的一个重要内容。因此，这就要求政府部门要重视无人机在智慧城市的安防监控中的建设，加强开发以及研究，更好地促进智慧城市的建设与发展，保证城市的生活安全以及健康发展。