2023年GVR智能機(jī)器人巡檢車解決方案

5GVR智能機(jī)器人巡檢車解決方案

項(xiàng)目需求背景

項(xiàng)目主要內(nèi)容

項(xiàng)目前景分析

123目錄

項(xiàng)目需求背景

1項(xiàng)目背景

《廣東省智能制造發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》

2015年

《智能制造“十三五”發(fā)展規(guī)劃》

2016年

《廣東省加快5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2019-2022年）》

2019年

2017全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)232億美元，其中工業(yè)機(jī)器人占147億美元；12-17年平均增長(zhǎng)率達(dá)17％，預(yù)計(jì)18至20年年均至少增長(zhǎng)15％，工業(yè)機(jī)器人具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。

電力、石油、軌道、倉(cāng)儲(chǔ)等巡檢場(chǎng)景不斷增加，其中IDC機(jī)房復(fù)合增長(zhǎng)率為26%，智能巡檢模式具有迫切需求。

市場(chǎng)分析

項(xiàng)目背景需求分析

人工巡檢

有線視頻巡檢

無(wú)線視頻巡檢

人力及管理成本高、巡檢效率低，人員安全難以保障

光纖部署成本高，且移動(dòng)性受限，監(jiān)控存在死角

3/4G、WiFi等傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延受限，畫面質(zhì)量低

ACD

本項(xiàng)目研發(fā)出“基于5G及MEC的VR智能機(jī)器人巡檢車”，以提供低成本、高效率、可移動(dòng)的智能巡檢方案。

離線視頻巡檢

視頻信息存儲(chǔ)本地，巡檢結(jié)果反饋缺乏實(shí)時(shí)性

B項(xiàng)目背景規(guī)?；a(chǎn)可行性分析

?中國(guó)聯(lián)通發(fā)布“7+33+n”5G網(wǎng)絡(luò)部署，在廣州等7個(gè)城市城區(qū)連續(xù)覆蓋

?廣州19年擬建設(shè)一萬(wàn)座以上5G基站，加強(qiáng)核心城區(qū)5G覆蓋

網(wǎng)絡(luò)覆蓋保障項(xiàng)目實(shí)施

網(wǎng)絡(luò)分析

?產(chǎn)品涉及的各模塊配件均屬于市面成熟產(chǎn)品，線下與線上都可采購(gòu)

?物流方面，目前國(guó)內(nèi)物流配送體系發(fā)送，均具有良好保障

產(chǎn)品配件具有成熟市場(chǎng)

配件分析

?山東魯能、國(guó)自機(jī)器人、大疆等代表的巡檢機(jī)器人已經(jīng)在行業(yè)發(fā)展中占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)

?5G網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)易改造使能巡檢機(jī)器人實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡檢

傳統(tǒng)巡檢機(jī)器人技術(shù)已廣泛應(yīng)用

合作分析

綜上所述，本產(chǎn)品“基于5G及MEC的VR智能機(jī)器人巡檢車”具備規(guī)模化生產(chǎn)可行性。

項(xiàng)目主要內(nèi)容

2為解決巡檢方式受限、畫面質(zhì)量受限、人力成本受限等問題，“基于5G及MEC的VR智能機(jī)器人巡檢車”項(xiàng)目于2019年3月研發(fā)完成，能有效降低人工成本、提高巡檢效率，使運(yùn)維監(jiān)管工作安全可靠。

小車自動(dòng)巡檢

高清VR畫面監(jiān)控

網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

?5G網(wǎng)絡(luò)上行速率>100Mbps，可滿足4KVR畫面回傳

?5G空口時(shí)延1ms，配合MEC可實(shí)現(xiàn)“零延遲”遠(yuǎn)程巡檢感知

?移動(dòng)性連接，可按需變更巡檢路線

基本實(shí)現(xiàn)原理

產(chǎn)品功能

項(xiàng)目背景遠(yuǎn)程控制

5G基站

MEC邊緣轉(zhuǎn)發(fā)

視頻簡(jiǎn)介

項(xiàng)目背景現(xiàn)場(chǎng)巡檢畫面

VR回傳畫面

產(chǎn)品設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

項(xiàng)目背景效率提升

成本降低

體驗(yàn)優(yōu)化

?遠(yuǎn)程或自動(dòng)化巡檢，較人工實(shí)施更高效

?360度全方位視頻回傳，較二維畫面更具細(xì)節(jié)

?無(wú)線連接節(jié)省光纖部署成本及維護(hù)成本

?智能巡檢代替人工，節(jié)省人力及管理成本

?高清VR畫面實(shí)時(shí)傳輸，營(yíng)造沉浸式巡檢體驗(yàn)

?打破傳統(tǒng)巡檢模式，推動(dòng)巡檢行業(yè)創(chuàng)新

平穩(wěn)行駛：夠在巡檢現(xiàn)場(chǎng)平穩(wěn)行駛

穩(wěn)定回傳：將現(xiàn)場(chǎng)VR高清畫面穩(wěn)定回傳

自動(dòng)充電：滿足長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作

自動(dòng)升降：滿足各類型巡檢場(chǎng)景

可擴(kuò)展性：可按需進(jìn)行擴(kuò)展改造

巡檢時(shí)間：實(shí)現(xiàn)巡檢時(shí)間優(yōu)于人工

設(shè)計(jì)原則

安全保障

?遠(yuǎn)程巡檢操作，無(wú)需人到現(xiàn)場(chǎng)

?全天無(wú)休，解放巡檢人員輪班模式

產(chǎn)品技術(shù)方案

項(xiàng)目背景?本智能機(jī)器人巡檢車通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)，在巡檢過程中可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循跡、避障功能；

?通過外接5G通信模塊及充電、升降、WiFi、藍(lán)牙、監(jiān)控模塊可支持對(duì)應(yīng)功能；

?同時(shí)預(yù)留可擴(kuò)展端口，可擴(kuò)展導(dǎo)航、視覺分析、紅外檢測(cè)及機(jī)械臂操控等功能。

單片機(jī)

STM32驅(qū)動(dòng)模塊

直流電機(jī)

PID控制器

電源模塊

循跡模塊

避障模塊

接口協(xié)議

自動(dòng)充電模塊

自動(dòng)升降模塊

5G通信模塊

WiFi模塊

藍(lán)牙模塊

監(jiān)控模塊

可擴(kuò)展模塊端口

SLAM建圖導(dǎo)航模塊

機(jī)器人視覺系統(tǒng)模塊

紅外熱成像儀檢測(cè)模塊

機(jī)械臂模塊

產(chǎn)品總體架構(gòu)圖

產(chǎn)品技術(shù)方案（續(xù)1）

項(xiàng)目背景?如產(chǎn)品邏輯結(jié)構(gòu)圖所示，采用5G通信模塊與聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)連接，使能控制系統(tǒng)接收外部指令來(lái)控制行走裝置運(yùn)動(dòng)和電動(dòng)升降桿升降，VR全景攝像機(jī)回傳巡檢視頻；

?如產(chǎn)品原理結(jié)構(gòu)圖所示，移動(dòng)智能小車采用全向三輪小車底盤，滿足小車在平面上多維度活動(dòng)，底部設(shè)置有用于運(yùn)動(dòng)的行走裝置，電動(dòng)升降桿通過螺絲固定在移動(dòng)智能小車上。

產(chǎn)品邏輯結(jié)構(gòu)圖

產(chǎn)品原理結(jié)構(gòu)圖

產(chǎn)品技術(shù)方案（續(xù)2）

項(xiàng)目背景?在5G基站與核心機(jī)房之間搭建MEC系統(tǒng)，MEC作為網(wǎng)關(guān)使用，將VR視頻通過MEC定向推流到本地巡檢應(yīng)用平臺(tái)，大量的高清VR視頻流無(wú)需穿越互聯(lián)網(wǎng)，可大幅降低時(shí)延，減輕網(wǎng)絡(luò)壓力；

?在下一步產(chǎn)品完善中，還將在MEC服務(wù)器的MEP平臺(tái)部署AI圖像視頻識(shí)別算法，以實(shí)現(xiàn)巡檢畫面在邊緣分析，將結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)和巡檢監(jiān)管后臺(tái)。

利用MEC的VR巡檢直播示意圖

MEC邊緣云平臺(tái)

5G基站

本地視頻平臺(tái)

EPC5GC信令回傳

AI圖像視頻識(shí)別算法

智能巡檢車

VR視頻流

?上行帶寬60Mbps?RTT<20ms1423可靠網(wǎng)絡(luò)傳輸

5G網(wǎng)絡(luò)連接，具有大帶寬、低時(shí)延特點(diǎn)，配合MEC可有效提高VR直播巡檢體驗(yàn)效果。

低廉部署成本

模塊化工控機(jī)開發(fā)簡(jiǎn)易，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)基本遠(yuǎn)程巡檢操作，降低成本。

靈活取景范圍

4K高清VR全景攝像機(jī)設(shè)于小車電動(dòng)升降桿頂部，可實(shí)現(xiàn)多方位多角度高清畫面巡檢。

自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)

于19年4月已申報(bào)2項(xiàng)專利與1項(xiàng)計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)，目前已獲受理通知書及著作權(quán)證書。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

項(xiàng)目背景應(yīng)用場(chǎng)景

智慧廠房

數(shù)據(jù)中心

物流倉(cāng)儲(chǔ)

公共安防

油礦業(yè)

電力業(yè)

軌道交通

項(xiàng)目背景

遠(yuǎn)程與自動(dòng)巡檢，多維度全方位、傳輸可靠低時(shí)延，節(jié)省人力，提高巡檢效率，目前已在廣州聯(lián)通各大機(jī)房投入使用。

4KVR高清畫面單流上行所需帶寬約為20-60Mbps，5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬特性完美支持巡檢視頻穩(wěn)定回傳，保障巡檢效果。

實(shí)用性分析

5G網(wǎng)絡(luò)配合MEC定向轉(zhuǎn)發(fā)本地可實(shí)現(xiàn)不高于20ms的端到端時(shí)延，使能巡檢小車對(duì)遠(yuǎn)程操控指令“零時(shí)延”響應(yīng)。

5G網(wǎng)絡(luò)賦能新型巡檢體驗(yàn)

5G&MEC使能高清視頻實(shí)時(shí)回傳

5G&MEC使能無(wú)延遲遙控

項(xiàng)目前景分析

3競(jìng)爭(zhēng)分析與商業(yè)模式分析

競(jìng)爭(zhēng)分析

序號(hào)

巡檢機(jī)器人類型

優(yōu)勢(shì)分析

劣勢(shì)分析

1山東魯能、國(guó)自機(jī)器人、大疆等代表的巡檢機(jī)器人

具備完善的機(jī)器人功能，能適應(yīng)各類場(chǎng)景的巡檢要求

單機(jī)作戰(zhàn)，無(wú)法支持大流量、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程組網(wǎng)

2基于5G及MEC的VR智能機(jī)器人巡檢車

具備基本巡檢功能，與5G網(wǎng)絡(luò)及MEC聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)大流量VR視頻流實(shí)時(shí)回傳

功能簡(jiǎn)易，對(duì)于非典型場(chǎng)景需要行業(yè)廠商支持

商業(yè)模式分析

序號(hào)

商業(yè)模式類型

具體方案

特點(diǎn)

1自研自銷

通過研發(fā)簡(jiǎn)易巡檢機(jī)器人滿足基本巡檢需求，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)大流量信息的實(shí)時(shí)回傳

以5G網(wǎng)絡(luò)為主導(dǎo)，部署成本較低

2合作共贏

聯(lián)合行業(yè)廠商共同研發(fā)5G巡檢機(jī)器人，同時(shí)具備完善的巡檢功能以及大流量信息實(shí)時(shí)回傳功能

功能完善，適應(yīng)各類場(chǎng)景巡檢需求

產(chǎn)業(yè)鏈影響

行業(yè)發(fā)展影響

對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的部件、平臺(tái)、應(yīng)用、服務(wù)、行業(yè)產(chǎn)商產(chǎn)生積極影響，促使專業(yè)人才涌入5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用研究，預(yù)計(jì)可助力巡檢機(jī)器人行業(yè)經(jīng)濟(jì)477億元。

推動(dòng)產(chǎn)業(yè)5G化應(yīng)用，推動(dòng)傳統(tǒng)巡檢方式朝5G智能化、VR沉浸化、多維度拍攝、邊緣就近處理的技術(shù)方向發(fā)展，使巡檢方式更加智能化

產(chǎn)業(yè)鏈與行業(yè)發(fā)展影響

自動(dòng)化。

社會(huì)效益

孵化5G行業(yè)應(yīng)用

助力智慧工業(yè)發(fā)展

降本增效