Vícecestná komunikace pro vojenský průzkumný robot

Projekt

Orpheus-AC3 je CBRN (chemicko-biologicko-radiačně-nukleární) průzkumný robot nasazený v Armádě ČR. 40 kusů je v aktivní službě jako součást vozidla LOV-CBRN, dodaných v letech 2021–2023. Cílem projektu bylo vyvinout další generaci — Orpheus-XR — s podstatně vylepšenými optoelektronickými a komunikačními schopnostmi.

Projekt byl financován Technologickou agenturou ČR (TAČR) v rámci programu TREND, s konsorciem čtyř partnerů:

• LTR s.r.o. — hlavní řešitel, výrobce robotů
• VUT v Brně (CEITEC) — optoelektronika, fúze dat, teleprezence
• T-Mobile Czech Republic — privátní 5G SA síť, mapování pokrytí
• GK SERVIS — vývoj a integrace komunikačního subsystému

Role GK SERVIS: Komunikační subsystém

GK SERVIS měl na starosti Etapu 5: Vývoj a integraci komunikačního subsystému. Klíčová výzva: průzkumný robot musí udržovat nepřerušené spojení s operátorem v prostředích, kde žádná jednotlivá komunikační technologie není spolehlivá — hustá městská zástavba, podzemní prostory, lesy, oblasti katastrof a oblasti s úměrným rušením signálu.

Vyvinuli jsme strategii Multi-Path Connectivity, která automaticky agreguje a přepíná mezi dostupnými komunikačními vrstvami na základě vyhodnocení kvality spojení v reálném čase.

Integrace 5G (privátní + veřejná)

Ve spolupráci s T-Mobile jsme optimalizovali systém pro provoz na privátní 5G SA (Standalone) síti v pásmu n78. To poskytuje ultra-nízkou latenci a vysokou propustnost pro real-time HD video streamy a VR teleprezenci. Když privátní pokrytí není dostupné, systém plynule přechází na veřejnou 5G/LTE infrastrukturu.

Testovali jsme více 5G chipsetů a zjistili, že moduly založené na Qualcommu dosahovaly přibližně 2x vyšší propustnosti než alternativy SIMCom za identických rádiových podmínek.

MANET mesh síť

Pro provoz bez infrastruktury (bez přímé viditelnosti, hluboké lesy, interiéry budov) jsme integrovali Persistent Systems MPU5 moduly s technologií Wave Relay. Robot funguje jako mobilní retranslační bod, dynamicky rozšiřující dosah sítě s každým dalším uzlem v terénu. Systém podporuje přepínání mezi civilním pásmem C a vojenským pásmem L.

Satelitní konektivita

Pro operace v úplných „bílých místech“ bez pozemního pokrytí jsme testovali dvě satelitní řešení:

• Starlink (LEO) — desítky až stovky Mbps s latencí pod 50ms. Umožnil 4K video streaming z robotu v odlehlých oblastech.
• Inmarsat Class 7 (GEO) — vyšší odolnost vůči počasí a širší geografické pokrytí. Slouží jako kritický záložní kanál pro telemetrii, GPS souřadnice a povely pro nouzový návrat robotu.

Softwarově definované rádio (SDR)

Na rozdíl od modemů s pevnou architekturou může SDR modul dynamicky měnit pracovní frekvenci a typ modulace v reálném čase. To je klíčové v situacích, kdy jsou standardní pásma (WiFi, 5G) zarušena nebo záměrně blokována.

Výsledky

• Nepřerušená konektivita v městském, vnitřním, podzemním i otevřeném prostoru díky automatickému vícecestnému přepínání
• 4K video streaming z odlehlých oblastí přes Starlink s latencí pod 50ms
• Dynamické rozšíření mesh sítě — každý robot v terénu funguje jako relé
• Adaptivní správa šířky pásma — automatická úprava rozlišení/komprese senzorů dle kvality spojení
• Antirušící schopnost prostřednictvím frekvenčního skákání SDR
• Přenosný operátorský modul s integrovaným RTK-GNSS a výměnným akumulátorem

Klíčový poznatek

V kritických robotických aplikacích — ať už vojenského průzkumu, zásahu při katastrofách nebo průmyslové inspekce — je komunikace jediný bod selhání. Robot, který ztratí spojení s operátorem, je horší než nepotřebný; je to závazek.

Vícecestná architektura, kterou jsme vyvinuli, eliminuje tento jediný bod selhání. Žádná jednotlivá technologie není spolehlivá všude, ale správná kombinace technologií s inteligentním failoverem může být.