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無人機(jī)規(guī)避防撞系統(tǒng)的三項關(guān)鍵技術(shù)

發(fā)布日期:2007-10-10??來源:網(wǎng)絡(luò)??作者:全球無人機(jī)網(wǎng)我要投稿我要評論

[中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心2007年10月10日綜合報道]  美國的許多無人機(jī)生產(chǎn)商都接到過來自警方的電話,通常致電的警官被指派去組建當(dāng)局的航空部門,并對可能購買一架無人機(jī)來跟蹤公路上的嫌疑車輛或在沙漠邊境巡邏打擊非法偷渡的實現(xiàn)非常激動。無人機(jī)生產(chǎn)商非常愿意將無人機(jī)出售給他們,但聯(lián)邦航空局 (FAA)至今一直禁止無人機(jī)在民用空域飛行,所以這項合同顯然無法實施。美國FAA當(dāng)局正計劃于2012年或2013年制定一項使無人機(jī)能在國家空域系統(tǒng)中運行的提議規(guī)則的有關(guān)通知,目前FAA僅僅要求無人機(jī)飛行至少要與有人駕駛飛行一樣安全。

  當(dāng)前制造無人機(jī)機(jī)體的廠商、電子設(shè)備公司和政府的研究人員都在設(shè)法實現(xiàn)每架飛機(jī)周圍500英尺(152米)范圍內(nèi)安全的目標(biāo),研究與開發(fā)的焦點現(xiàn)聚焦在三項感知與規(guī)避的技術(shù):光電載荷、雷達(dá)和聲學(xué)傳感器

  美國政府最重要的“感知與規(guī)避”項目現(xiàn)處于第二階段,美國空軍研究實驗室(AFRL)的傳感器理事會正在開發(fā)該項目的“感知”部分,該實驗室的飛機(jī)理事會負(fù)責(zé)“規(guī)避”部分。AFRL官員表示,如果能建造一些可以撞擊其他物體的東西,也一定能設(shè)計出專門規(guī)避其他物體的東西。傳感器開發(fā)的第一階段包括一種大像幅高像素的視頻攝像機(jī),必須可以覆蓋機(jī)頭方位左右正負(fù)110度或上下15度的范圍。每部攝像機(jī)都與一個探測處理器和單獨匹配的跟蹤處理器匹配,光電系統(tǒng)的優(yōu)勢是它們能像人眼一樣去觀察,并能更遠(yuǎn)更清晰的辨認(rèn)和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。驗證中的每部攝像機(jī)重1.5磅(0.68千克),體積是2.1x2.1x6英寸(5.3厘米x5.3厘米x15.2厘米),每次記錄大約600萬像素,每秒20楨,共計1秒記錄1.2億像素。

  這樣多的數(shù)據(jù)全被發(fā)往探測處理器以確認(rèn)入侵者,每部探測器4.6 x 4.6x3.75英寸(1.4x1.4x1.14厘米),重3.3磅(1.5千克)。單獨的跟蹤處理器也與探測處理器大小相近,盡管這樣大的像素處理能力誤報問題仍然是研究人員最大的憂慮,平均每部傳感器每小時大約發(fā)生3~6次誤報,這是基于技術(shù)成熟性已取得的可以接受的結(jié)果,目前AFRL已設(shè)計編寫了一套新的算法來降低誤報率,并且對這套新算法的試飛也即將開始。

  此外,研究人員希望當(dāng)雷達(dá)與視頻攝像機(jī)結(jié)合后能顯著降低誤報率的發(fā)生,雷達(dá)是一種全天候的探測設(shè)備,其主要的技術(shù)缺陷在于大小的限制。雷達(dá)的重量消耗大量的動力,并需要一個巨大的天線才可以發(fā)現(xiàn)較小的物體,天線越小,則精度越低,這樣雷達(dá)就被限制在大型的無人平臺上。一種光電傳感雷達(dá)將可能是最終的解決方案,光電傳感無法得到距離,如果雷達(dá)與光電傳感結(jié)合起來就能很好的辨認(rèn)空間中的威脅。最初驗證這種光電-雷達(dá)布局計劃于2009年底,搭載該系統(tǒng)的實驗平臺將是一架“陰影”無人機(jī),許多技術(shù)成熟性試驗將不定期的進(jìn)行。目前具有過渡性“感知與規(guī)避”能力的“捕食者”無人機(jī)正在美國內(nèi)華達(dá)州的Creach內(nèi)利斯空軍基地(Nellis AFB)和克里奇空軍基地(Creech AFB)之間的一小塊國家空域飛行。

  光電載荷與雷達(dá)的“感知與規(guī)避”設(shè)計并不適用于所有的無人機(jī),尤其是I 和 II級無人機(jī)太小而無法攜帶背包,將需要一種更小、更輕的解決方案。聲學(xué)傳感器技術(shù)可能更適用于體積小,重量輕和動力差的無人機(jī)系統(tǒng)。雖然聲學(xué)傳感技術(shù)主要用于小型無人機(jī),但其也能用于更大型的飛機(jī)來增強光學(xué)與收發(fā)系統(tǒng),尤其是當(dāng)離開或進(jìn)近機(jī)場時提供額外一層保護(hù),因為那時飛機(jī)通常飛行較低,發(fā)生碰撞的可能性也最大。(中國航空信息中心  崔璽康)

 

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