Как дроны преодолевают задержки?

Использование дронов вооруженными силами США стало обычным явлением и широко известно на данный момент. Хотя эти транспортные средства управляются с близлежащих баз во время этих атак, кажется, что задержка (время передачи) будет проблематичной, когда дело касается полета. Эти транспортные средства обычно управляются на 100% автопилотом, где очень мало реакции в реальном времени?

Какая задержка? Радиоволны могут путешествовать вокруг Земли примерно 7,5 раз в секунду. Давайте представим, что ваш беспилотник находится на расстоянии 10 000 миль — это большое расстояние — радиосигнал может проходить туда и обратно примерно 9,5 раз в секунду.
@ Саймон, так что это задержка в 100 мс. поговорите с любым геймером и скажите ему, что это не большая задержка. (конечно, вы не учитываете задержку, добавляемую различным оборудованием передачи.)
@ njzk2 Я не вижу связи между играми и полетами на дронах? Есть ли один?
@Simon: Онлайн-геймерам, особенно стрелкам, приходится иметь дело с задержкой при управлении игрой. Их элементы управления в целом очень похожи на управление дроном, поскольку, по сути, существует петля обратной связи, отделенная задержкой соединения от реальной системы.
@Simon: Для геймеров задержка является результатом не расстояния, а задержки в оборудовании на пути пакетов (маршрутизаторы, усилители). Такие компании, как Akamai, обеспечивают маршрутизацию с малой задержкой (за определенную плату). Для дрона задержка будет исходить от расстояния до спутника(ов), передающего команды.
В этом случае задержка в 100 мс, вероятно, незначительна. это не FPS шутер. Летите на Цессне и наблюдайте за задержкой между подачей управляющего сигнала и выполнением самолетом каких-либо действий, и вы обнаружите, что она превышает 100 мс. Как пилот, вы учитесь предвидеть, и именно так вы преодолеваете отставание.
Дополнительная задержка будет вызвана передачей изображения. Например, если бортовая камера производит 50 кадров в секунду и используется какой-либо вид сжатия, то процесс сжатия изображения (путем сравнения полного изображения с предыдущими изображениями) не может реально начаться до того, как изображение будет доступно и похоже на стороны декомпрессии, что приводит как минимум к одной дополнительной задержке кадра.
@Simon, имейте в виду, что как только вы достигнете расстояния, на котором вам нужно отразить сигнал от спутника, вам потребуется минимум 45 000 миль, чтобы вывести сигнал на орбиту и вернуться обратно. Как только вы находитесь вне прямой видимости, задержка достигает точки, которая делает взлет и посадку почти невозможными, если только дрон не делает это автоматически.
@ JPhi1618 и другие. Дрон управляется локально для взлета и посадки. Для дальнего полета задержки незначительны. Это не Call of Duty. Когда вы слоняетесь или находитесь в пути, вы делаете управляющий вход, через полсекунды дрон отвечает. И что? Это намного лучше, чем у многих старых и тяжелых самолетов.
@HagenvonEitzen: сжатие типа MPEG обрабатывает блоки, скажем, 8x8 пикселей, для запуска не требуется полное изображение.

Ответы (4)

Есть несколько способов управлять беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) или дронами, например, Predator.

Хищник Система

Источник: science.howstuffworks.com

  • Некоторые БПЛА (например, Global Hawk) могут выполнять всю миссию (от взлета до посадки) автономно, что исключает необходимость в пилоте.
  • Большинство БПЛА, таких как Predator, могут выполнять (т.е. летать) некоторые простые задачи (например, разведку) автономно.
  • В случае, если для связи с БПЛА используется геостационарный спутник, задержка составляет около 300 мс (электромагнитные волны должны пройти ~70000 км). В случае других задержек (например, оборудования и т. д.) она не будет превышать 500 мс или около половины секунды. Это не имеет значения в случае тихоходных систем, таких как Predator (в конце концов, это не воздушные бои), и «пилот» может эффективно управлять самолетом.
  • Единственная ситуация, когда это является проблемой, — это когда БПЛА взлетает/приземляется, и в этом случае управление передается местным операторам прямой видимости.

Сообщается, что Predator имеет «задержку» около двух секунд, что вызывает проблемы во время взлета/посадки. По телеграфу ,

Но двухсекундной задержки между пилотом, перемещающим джойстик в Неваде, и ответом самолета в Афганистане достаточно, чтобы вызвать аварию при взлете и посадке. Экипажи в Афганистане контролируют «запуск и восстановление» посредством прямого контакта с антеннами самолета. Через полчаса после взлета управление Reaper передается экипажу в Неваде; за полчаса до посадки он возвращается к экипажам на полигон в Кандагаре.

Обратите внимание, что RAF делает то же самое. Согласно отчету о формировании эскадрильи «беспилотников» в RAF Waddington ,

Хотя персонал будет постоянно базироваться в Королевских ВВС Уоддингтон, часть отправится в Афганистан, чтобы контролировать взлет и посадку дронов на месте.

Если должен быть местный оператор для взлета и посадки, почему этот человек не летает всю миссию?
Я думаю, что ваше значение задержки одностороннее , но, к сожалению, поскольку обновленному инструментальному сигналу требуется время для прохождения от дрона к пилоту, а управляющему сигналу требуется время, чтобы вернуться к дрону, вы должны измерить его два . - путь , туда-обратно.
@TomMcW Дешевле, чтобы один парень в Афганистане запустил пару самолетов и группу пилотов в Неваде, чем отправил группу пилотов в Афганистан - через некоторое расстояние связь в любом случае идет через спутник. Кроме того, парень в Афганистане рискует попасть под взрыв, а парень в Неваде не так уж сильно.
@sanchises Конечно, смысл в том, что пилоты в Неваде уводят человека с линии огня, но необходимость иметь там кого-то, кто имеет право взлетать и приземляться, кажется, сводит на нет это.
@TomMcW Вы упускаете из виду тот факт, что один парень на передовой может запускать и приземлять все миссии дронов, потому что ему нужно сделать только одну вещь, которая занимает всего 30 минут. После запуска каждый из парней в Неваде может управлять ОДНИМ дроном для выполнения многочасовой миссии.
Задержка в две секунды — это невероятно плохо! Я играю в очень сложные видеоигры на Xbox Live против людей со всего мира, иногда даже против солдат В Афганистане. Может быть двадцать или 30 разных игроков с разных континентов, взаимодействующих в режиме реального времени. Вы получаете некоторую задержку, но, как было отмечено в предыдущих комментариях, даже задержка в 100 мс очень заметна. 500 мс будет достаточно, чтобы прекратить воспроизведение и подождать, пока ваша сеть не очистится. Может быть, военным нужно использовать серверы Xbox!
@TomMcW: Между тем, что делает дрон Predator в реальной жизни, и тем, что вы делаете со своими маленькими компьютерными играми-шутерами от первого лица в своей спальне, практически нет связи.
@Lightness Шутер от первого лица, вероятно, требует в несколько раз больше данных и вычислительной мощности, чем дрон. Большая разница заключается в необходимой безопасности. (ну, это и тот факт, что люди на самом деле не умирают, когда вы запускаете ракету). Не поймите меня неправильно, я не пытаюсь сказать, что раз уж я умею управлять дроном на Xbox, то могу управлять и настоящим дроном. Дело в том, что очень большие объемы данных вполне можно перемещать по миру за миллисекунды. Для передачи управляющих сигналов из Невады в Афганистан не требовалось 2 секунды. Вероятно, именно это и было сказано Телеграфу .
@TomMcW Получите спутниковый интернет, и вы обнаружите, что в ваши игры невозможно играть. Если бы мы могли позволить себе роскошь проложить миллионы миль проводов по всем потенциальным фронтам сражений по всему миру, чтобы затем установить повсюду антенны для поддержания постоянного контакта с дронами в прямой видимости, величина задержки была бы сравнима с использованием Интернет, чтобы играть в игры. Но поверьте мне, я пытался, и вы просто не получаете хорошей задержки при спутниковом соединении (хотя вы можете получить действительно потрясающую пропускную способность).
@ tpg2114 Я читал, что спутниковый интернет вызывает большие задержки. Не уверен, почему это так, т. Все, что я знаю, это то, что я играл в Battlefield с парнем из Австралии (я в Канзасе, США), и была задержка, наиболее заметная в канале голосового чата, но больше в диапазоне 250-300 мс. И я не думаю, что даже Microsoft сможет проложить кабель из США в Австралию. Должно быть через спутник. Просто не могу представить, что специализированная военная техника и спутники будут работать в 8 раз медленнее.
@TomMcW Это была не Microsoft, а компания из Бермудских островов , которая проложила кабель из США в Австралию. Спутниковая связь приводит к большим задержкам, потому что геосинхронная орбита находится довольно далеко, и сигнал должен идти туда и обратно, прежде чем он дойдет до вас (плюс всевозможные кабели, оборудование и программное обеспечение между ними). В 8 раз медленнее не так уж сложно поверить.
@ tpg2114 Чувак, это много кабеля! Понятия не имел. Я исправляюсь. Но я все еще думаю, что 2 секунды - это довольно долго. Несколько минут назад просматривал веб-сайт спутникового интернет-провайдера (не могу найти его в своей истории), который объяснял, что клиенты должны ожидать 500-750 мс.
Связь в режиме реального времени через геостационарный спутник? Ты делаешь это неправильно. Вот для чего нужна низкая околоземная орбита.
@TomMcW: А? Я не говорю, что «игры быстрее». Я говорю "игры несравнимы". Игры и дроны — разные вещи. В играх вам нужна быстрая реакция, уклонение от людей, стрельба по быстро движущимся целям и создание большого количества 3D-изображений высокого разрешения в реальном времени. Конечно, с дроном вам не нужны изображения в высоком разрешении (потому что у вас есть камера вместо компьютерной графики), но вы также не пытаетесь стрелять в людей, бегущих по крыше. Вы сбрасываете бомбы и запускаете управляемые ракеты. Это совершенно другая парадигма, в которой задержка является гораздо меньшим препятствием.
@LightnessRacesinOrbit «ваши маленькие компьютерные игры-шутеры от первого лица в вашей спальне». . Видеоигры гораздо более применимы, чем вы могли бы себе представить. В конце концов, авиасимулятор — это всего лишь видеоигра. Вы даже получите оценку! Пилоты Формулы-1 из небольших команд (которые не могут позволить себе симулятор) используют розничные гоночные симуляторы для изучения новых трасс. Вынь голову из задницы, дедушка. Серьезно… smithsonianmag.com/smart-news/…
@Gusdor: секундная задержка в авиасимуляторе в круизе была бы очень кстати. Либо Том был не прав, либо он говорил о другой игре, в которую чаще всего играют в многопользовательскую игру, где пользователи жалуются на лаги: скорее всего, это шутер от первого лица. И хватит ругаться/ругаться. Серьезно ...
+1 к оп. Вы знаете, что это хороший вопрос, когда он вызывает потасовку в комментариях! ...у меня нет зуба?

Аэродинамическими поверхностями дрона управляют компьютеры, а не люди. Когда человек делает управляющий ввод, этот ввод передается на БПЛА, и компьютеры на БПЛА вносят соответствующие изменения в поверхности полета, чтобы передать этот ввод. Это не прямое управление дроном людьми по радио.

Вы имеете в виду, что дрон имеет некоторый уровень автономии и может реагировать на события без непосредственного вмешательства пилота? Может пилот только путевые точки/цели отправляет, а дрон туда успевает?
Я думаю, что он говорит, что оператор дрона будет двигать джойстик, и это говорит самолету «Крен вправо 10 градусов», и компьютер авионики выясняет, как это сделать. Точно так же, как истребитель с дистанционным управлением. Это не похоже на радиоуправляемый самолет для любителей, где перемещение ручки напрямую управляет полетными поверхностями.
@ JPhi1618: Я тоже об этом думал, точно так же, как вводить команды на MCP B737.
Это именно то, что я имею в виду @ JPhi1618
«Вы имеете в виду, что дрон имеет некоторый уровень автономии и может реагировать на события без непосредственного вмешательства пилота?» Разве это не определение дрона? Иначе это был бы просто большой радиоуправляемый самолет.

Источник: Знакомые, работавшие над программным и аппаратным обеспечением авионики.

  1. Задержка имеет значение для всего механического, что летает!
  2. Бортовое оборудование разработано для обработки взаимодействия менее секунды. Предполагается, что любое взаимодействие с землей занимает многие сотни миллисекунд, чтобы достичь полета (всего, что летает). Людей, управляющих полетом, учат быть быстрыми и предвидеть, а не реагировать!
  3. Чтобы свести к минимуму влияние задержки, поток информации продолжает передаваться, тем самым превращая проблему задержки в проблему пропускной способности. Проблемы с пропускной способностью можно решить, используя несколько маяков/источников передачи. Это не уменьшает задержку, но предварительно загружает бортовые системы точными данными, чтобы предвидеть следующие 500 мс или около того.
  4. Чтобы понять решения для задержки, найдите 2 бизнеса, которые чувствительны к задержке — игры и высокочастотный трейдинг. Для сравнения, в HFT рыночное событие обнаруживается программным обеспечением, генерирует ордер и отправляет его — и все это менее чем за 1 микросекунду. Дальнейшие задержки в сетевом стеке здесь не измеряются, но дают представление о том, что здесь работает.
В случае высокочастотной торговли, кажется, что на самом деле происходит не то, что компании хотят отреагировать, например, на тот факт, что цена акции падает, а скорее то, что они хотят иметь возможность иметь отложенный лимитный ордер на покупку в таких условиях. способ быть невидимым до тех пор, пока он не может быть выполнен. Такую же семантику можно было бы предложить без необходимости мгновенной связи, если бы на рынке существовала заслуживающая доверия организация, которая объединяла бы покупателей и продавцов, не раскрывая никакой информации об отложенных лимитных ордерах. В любом случае, ключ к эффективности заключается в выражении решений...
... сделанные на основе неполной информации таким образом, чтобы заранее указать, что следует делать с информацией, которая становится доступной, но не была доступна на момент принятия решения.
Я думаю, все, что вы сказали, кроме HFT. HFT позволяет избежать задержек в хосте, но они также делают все, чтобы сократить время прохождения, тогда как дроны на самом деле не могут этого сделать.

В значительном количестве этих устройств используется управление «верхний/уровень». У оператора может быть камера, чтобы видеть, что находится перед устройством, но основной экран, на который он смотрит, — это вид сверху на ландшафт (включая карту высот) того места, где оно летит. Высота установлена ​​на x метров/ярдов над землей/уровнем моря. Устройство поддерживает высоту и направление на основе этого ввода. Поскольку дрон не находится в режиме реального времени и ни от чего не уклоняется, задержки и корректировки не влияют на маршрут движения машины.

Например, для поворота на 90 градусов требуется только 2 сигнала. Один для начала поворота, а другой возвращается на базу, чтобы подтвердить завершение поворота и текущее положение дрона.

Вы редко встретите полноразмерный дрон, нуждающийся в ручной настройке на расстоянии менее 500 метров. Кроме того, видеозапись с дрона обычно загружается в полном качестве только после его возвращения домой.

Добро пожаловать. Вы можете отредактировать свой вопрос (используя editссылку), включить свой комментарий и удалить его.
Как дроны преодолевают задержки?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v