علاوه بر این، طور فزاینده رقابت شدید مجبور به صنعت مجبور شد قبل از بازار هنوز تشکیل اولین راه اندازی محصولات مورد بحث در این مقاله نیست، اصلی که چگونه بسیاری از RF و مایکروویو فن آوری نوآوری است و رفع موانع برای مسائل قانونی، و همچنین کمک به برجسته تولید کنندگان پهپاد آن حل و فصل اختلافات از این طرح، به منظور گرفتن فرصت های بازار.
با روبات های صنعتی، خلبان خودکار، به نظر می رسد ترویج فن آوری های جدید، و همچنین به عنوان سیستم های قدرت، پهپاد منتقل برای تبدیل شدن به یک تکامل طبیعی. ماشین های پرواز بدون سرنشین می توانید تنظیمات مختلف پس از بیش از حد خطرناک، وقت گیر و یا دشوار برای پیاده سازی پرسنل انجام کار است، که یک جهش دامنه موج رو به جلو بزرگ است، ما را به سوی اتوماسیون جهان بیشتر و بهره وری بالاتر است. مفهوم پهپاد / UAS جدید نیست، به عنوان اوایل در دوره حال یک نوع مشابه از هواپیما تعداد زیادی از برنامه های کاربردی استفاده می کند.
با این حال، با توجه به علم مواد، نیروی محرکه، قدرت و محدودیت از باتری، سنسور، و تکنولوژی نرم افزار قابلیت، محدود کردن کاربرد هواپیماهای بدون سرنشین در صنایع و برنامه های کاربردی خاص است. تنها ارتش در گذشته منابع مالی کافی برای سرمایه گذاری در توسعه و استفاده از وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین، پرسنل اعزام وظیفه به صحنه به تحمل محیط های پر خطر در آن به انجام افسران اطلاعاتی شناسایی به جای کار بودجه. حتی امروز، بسیاری از مردم هنوز هم در اخبار هواپیماهای بدون سرنشین و اغلب و گوش دادن به ماموریت نظامی به وابسته.
از سوی دیگر، با تجهیزات مجهز نیست (برهنه استخوان) یک پهپاد کم هزینه به سرعت مجموعه ای خاموش رونق در پارسه گاه به گاه و محافل علاقه مندان است. هواپیماهای بدون سرنشین در گذشته به طور گسترده در استفاده تجاری استفاده نمی شود، اما با صنعت در فن آوری و قطعات نرم افزار محاسبات پیشرفت زیادی کرده است و این وضعیت به تدریج تغییر یافته است.
بازار هواپیماهای بدون سرنشین خوش بینانه است
اندازه بازار پهپاد است در سال 2020 انتظار می رود به 21 میلیارد $ رشد می کنند. در حال حاضر قلمرو بازار اصلی (حدود 82٪) را در برنامه نظامی برای درآمد بازار پهپاد تجاری متمرکز شده است به 2021 انتظار می رود تا 25 آمده میلیارد دلار آمریکا، نرخ رشد سالانه 19 درصد خواهد رسید.
وجود استفاده های تجاری و صنعتی از انواع بسیاری از بازار پهپاد وضعیت. هواپیماهای بدون سرنشین بودن باز کردن بسیاری از برنامه های کاربردی، مانند کشاورزی دقیق (اسپری آفت کش ها)، توپوگرافی و نظارت بر محیط زیست، زیرساخت نظارت (پل ها و مخازن)، نظارت بر امنیت عمومی، حمل و نقل تجاری، کنترل مرزی، نظارت خط لوله نفت و گاز، و بسیاری موارد دیگر. هر ماه ده ها تن از کسانی که تازه به راه اندازی محصولات و خدمات، استفاده از فناوری هواپیماهای بدون سرنشین برای حل انواع مشکلات کسب و کار. به عبارت ساده، برنامه های کاربردی پهپاد تجاری وجود دارد در پیش زمینه تقریبا هیچ مرزی وجود ندارد.
اگر چه گرما بازار پهپاد همچنان به حرارت تا، بسیاری از شرکت شروع به گسترش تنوع استفاده، مانند آمازون (آمازون) و الفبای شرکت برگزاری متعلق به گوگل، به طور مستقیم پیش روی صنعت چالش رو به رشد به محدودیت های بسیاری است.
مقررات / استعداد تبدیل به موانع توسعه برای توسعه می شود
اداره هوانوردی فدرال (FAA) به شدت محدود کردن استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین در حریم هوایی عمومی است. با توجه به 2015 مقررات، پهپاد با وزن کمتر از 55 پوند محدود است به طول روز پرواز در خط اپراتور از دید و دامنه، که به طور کامل مقامات مستقل این نوع از پرواز پهپاد در کارکنان ممنوع نظارت بر وضعیت. فا به منظور حفظ امنیت عمومی و قبل از توسعه این مشخصات پیشگیری از حوادث. از نقطه نظر دولت، به دلیل این پهپاد با قابل اعتماد مجهز نیستند و سنسورهای دقیق، به طوری که خطر ابتلا به مشتقات بیش از حد بالا، اجازه دادن به آنها در مکان های عمومی باز پرواز کند. اما مقامات هنوز هم به باز کردن بعضی از حریم هوایی (به عنوان مثال زمین های کشاورزی را کاملا باز) است، اما در بیشتر مواقع، با توجه به سنسور محدود و تکنولوژی سنسور است قابلیت اطمینان در زمینه اثبات شده به منظور جلوگیری از حوادث و حفظ امنیت عمومی، به طوری که یک موضع محافظه کارانه تر نبود، FAA است.
علاوه بر موانع قانونی به تشکیل بازار رقابت پهپاد به طور فزاینده ای شدید، فشار قیمت گذاری بر روی تولید کنندگان برای تولید توسط بالقوه و رشد کسب و کار هواپیماهای بدون سرنشین فرصت جذب در سراسر جهان در حال حاضر بیش از 400 کسب و کار به سرمایه گذاری در انواع تحقیق و توسعه پهپاد وجود دارد. در عین حال، تمرکز اکثر تولید کنندگان در افتراق برجسته قرار داده سخت افزار خود را، به جای تاکید بر ارزش افزوده ایجاد شده توسط پهپاد خود را دارد.
را تجاری و هواپیماهای بدون سرنشین مصرف کننده به طور گسترده ای استفاده می شود، این ماشین پرواز باید با سنسورهای ناوبری مجهز می شود برای کمک به آنها در خیال راحت و ناوبری قابل اعتماد مستقل به عنوان خودرو و صنعتی بازار تجهیزات، بسیاری از این سنسورهای بی سیم در فرکانس رادیویی و تکنولوژی مایکروویو بر اساس وجود دارد با این حال امروز اکثر توسعه دهندگان در حال ایجاد کسب و کار پهپاد جدید ترین شرکت ها، متخصص در تعداد محدودی از RF پرسنل آن و طراحی مایکروویو. حتی طولانی برقرار تجهیزات صنعتی ریخته گری نصب شده، هر چند که تعدادی از فرکانس رادیویی ویژه تنها، اما آنها اغلب باید مجبور به سرعت ارزیابی، طراحی، و ساخت یک راه حل سنسور رادار برای دیدار با سرعت در حال تغییر بدون سرنشین بازار وسیله نقلیه هوایی.
فقدان استعداد و همچنین راه حل رادار RF تجاری برای صنعت به شکل یک دور باطل است. بازار پهپاد است قادر به ارائه سنسورهای قابل اعتماد را برای حمایت از پرواز به طور کامل مستقل، تا آنجا که منجر به مقامات ضد دولت می تواند از حد فعلی پهپاد مستقل باز نمی حکم
تکنولوژی حسگر ایمنی هواپیماهای بدون سرنشین را محافظت می کند
دستگاه های آنالوگ فکر می کنم تولید کنندگان پهپاد فرصت برای نفوذ در مقامات صالح و شایسته پرواز پهپاد روش است که استفاده از فرکانس رادیویی، مایکروویو، و فن آوری موج میلی متری، و با سنسور پیچیده در هواپیماهای بدون سرنشین مجهز به حفظ پرواز در امن است. یکی از نمونه های شده است برای استقرار رادار 24GHz، این تکنولوژی می تواند یکی از راه حل اساسی ترین و همه کاره، توانایی برای نشان دادن ایمنی ناوبری در شرایط بسیاری برای استفاده از، زیرا این یک جهانی به رسمیت شناخته صنعتی / علمی / پزشکی (ISM) گروه عمومی است.
رادار باند 24GHz ISM می توان در سراسر جهان استفاده می شود، بدون نیاز به دست آوردن مجوز، می توان آن را برای انجام عملیات مانند سیستم اجتناب از برخورد خودرو و ارتفاع سنج رادیویی و دیگر تجهیزات استفاده می شود. این رادار باند نیز می توانید استفاده برای شناسایی و ردیابی تعدادی از اشیاء مختلف، و اندازه گیری هیچ ربات انسان پرواز می کند و این دو اصلی ترین ویژگی های پرواز هواپیماهای بدون سرنشین است.
همچنین توجه داشته باشید که یک تصور غلط رایج این است که رادار 77GHz را می توان با رادار 24GHz ISM استفاده می شود. با توجه به مقررات فعلی، باند 77GHz یک وسیله نقلیه برای، جسم قابل اجرا حاوی پهپاد / UAS است. از دیدگاه فنی، رادار 77GHz را فراهم می کند بالاتر پهنای باند، کمک به بهبود وضوح، اما با توجه به مقررات فعلی، می تواند بر روی یک پهپاد استفاده شود.
با ارائه راه حل در سطح فنی می تواند مستقل عمل کرده و تولید کنندگان می توانند ابتکار عمل را تحت تاثیر قرار قوانین موجود، به جای منفعلانه منتظر مقامات به دیکته چگونه عامل صنعت
برای این منظور تولید کنندگان هواپیماهای بدون سرنشین باید سه مرحله را انجام دهند:
1. ایجاد درک اولیه از رادار و حالت های مختلف آن.
2. عناصر زنجیره سیگنال RF که راه حل کامل رادار را تشکیل می دهند را درک کنید.
3. با استفاده از راه حل های رادار مناسب، مانند برنامه ها را فراهم پیکربندی سخت افزار و نرم افزار از الگوریتم های کامل، آنها می توانند محصولات سریعتر به بازار است.
در زیر این مراحل را، و همچنین ساخت و ساز یکی از راه حل های ممکن برای کمک به تولید کنندگان استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین رادار 24GHz توسعه اجتناب از برخورد و برنامه های کاربردی ارتفاع سنج رادیویی.
درک اولیه از رادار و حالت های مختلف آن را ایجاد کنید
بازار تجهیزات خودرو و صنعتی اغلب با استفاده از سنسورهای رادار برای شناسایی، ردیابی و اندازه گیری شی، برای مثال: تشخیص نقطه کور و سیستم های پیشرفته کمک راننده (ADAS) در مقایسه با سنسورهای نوری / بصری یا مافوق صوت، سنسورهای رادار برای تشخیص دقیق است. و جسم اندازه گیری، حتی در گرد و غبار، دود، برف، مه، نور ضعیف و یا دیگر شرایط سخت، اما همچنین می تواند فاصله الکترود بسیار گسترده و زاویه را تشخیص دهد.
رادار های RF / میکرو ویو معمولی می توانند در حالت های مختلف برای مطابقت با حالت مورد نظر تشخیص و ردیابی عمل کنند.
اندازه گیری حالت رادار FMCW از اشیاء متعدد
در حامل فرکانس مداوم (FMCW) حالت، رادار از DVD-R / RW شی هدف ثابت. با تعدیل امواج فرکانس، نیز نامیده می شود FMCW موج شیبدار (رمپ) و یا جیک جیک (به جیر جیر)، رادار می تواند اندازه گیری برای انعکاس پاسخ موج، و سپس محاسبه فاصله هدف هدف، سرعت و وضوح زاویه
شکل 1 نشان می دهد اطلاعات طراحی منتقل رادار FMCW یا جیر جیر ساز و شیب نسل شکل موج، و کل مجموعه ای از فرمول رادار مهم است که سنسور رادار استفاده می شود برای تعریف:
شکل 1 مفهوم رادار رادیویی FMCW
· وضوح فاصله:
بسته به پهنای باند رفت و برگشت حامل فرستنده (جارو پهنای باند)؛ بالاتر از پهنای باند رفت و برگشت رفت و برگشت فرستنده اعم سنسور رادار سرعت بالاتر است.
وضوح سرعت:
این بستگی به زمان دلخواه و فرکانس حامل دارد؛ فرکانس حامل بالاتر یا زمان روشن شدن بیشتر، وضوح سرعت بالاتر است.
· وضوح زاویه:
بستگی به فرکانس حامل دارد؛ فرکانس حامل بالاتر، وضوح زاویه ای بالاتر است.
در مقایسه با تشخیص لیزر و یا روش اندازه گیری به تشخیص یک نقطه موقعیت دوربین، تنها به گرفتن یک تصویر دو بعدی از طریق فیلد دوربین دید، اندازه گیری لیزری FMCW نه تنها ادامه دارد، اما همچنین برای اندازه گیری مقدار هدف تکثر بار به داده ها و اطلاعات به طور متوسط، جسم اندازه گیری پس از ادغام سرعت، زاویه، فاصله و دیگر پیام ها، قرعه کشی یک نمایش 3D منعکس شده است، فاصله گرفته تا از چند سانتی متر تا صدها متر، یک شیء واحد را می توان اندازه گیری و تکثر اشیاء.
فاصله - فاصله تجزیه و تحلیل حالت داپلر / سرعت
در فاصله - به دلیل آن برآورد شده است که دو بعدی تبدیل فوریه، به این فرایند در همان زمان حالت داپلر یکی از حالت های قدرتمند ترین عمل است، - حالت داپلر، شما می توانید فاصله و سرعت به فاصله مورد نظر تجزیه و تحلیل کثرت از انتقال موج شیبدار (انتقال رمپ) بیش از یک فاصله یا جیک جیک بعد از درمان - داده های داپلر در یک نقشه (نقشه) نمایش داده، در نتیجه تشخیص شی هدف در سرعت های مختلف، و فاصله بین آنها را حتی اگر سنسور همان را می توان آن را در تفاوت بین جهت های مختلف از کثرت اجسام در حال حرکت با سرعت بالا و کاملا مفید افتراق هستند؛ به عنوان مثال، زمانی که بسیاری وسایل نقلیه سفر در جهت مخالف، و یا وقتی سبقت، این روش می تواند مورد استفاده برای حل محاسبه وضعیت ترافیک پیچیده.
حالت نوردهی دیجیتال نشانگر زاویه هدف است
در حالت پرتو دیجیتال دیجیتال (DBF)، فاصله و زاویه هدف می تواند نمایش داده شود. سیگنال های دریافت شده از چهار کانال برای تخمین زاویه ای مساحت هدف مورد استفاده قرار می گیرند. پیام نمایش داده شده نشان دهنده هدف در سطح مختصات xy است. توزیع فضایی: در حالت DBF، تنظیم سیستم شبیه به حالت FMCW است، اما سیگنال تبدیل شده با فرکانس متوسط (IF) به صورت متفاوتی مورد پردازش قرار می گیرد. پس از محاسبه فاصله، هدف بر اساس اطلاعات چهار کانال دریافت شده حل می شود. زاویه Azimuth.
در حالت DBF، سیستم رادار باید برای پایان مقابل اصلاح، منظور از بین بردن تنوع فاز بین کانال پذیرش کیفی. صفحه نمایش رادار آنالوگ دستگاه (Demorad) با کارخانه-سیستم-اصلاح داده است که لود زمانی که در حال اجرا رابط گرافیکی GUI سپس، سیستم سیگنال IF مستقل را اصلاح می کند و سپس داده های اندازه گیری شده توسط سنسور را ارزیابی می کند.
از آنجا که از دقت بالا، در مقایسه با برق استانی و اندازه کوچک و ویژگی های دیگر، رادار 24GHz طور گسترده در کاربردهای تجاری و صنعتی استفاده می شود. این ویژگی نیز رادار 24GHz مناسب برای اکثر تولید کنندگان تجاری و مصرف کننده پهپاد کمک کند، آن در شکل 2، یک زنجیره سیگنال رادار با چند کاناله کامل نشان داده می شود. در جدول 1، راه حل های رادار از دستگاه های آنالوگ به آنتن نشان داده شده است، به این ترتیب مهندسین قادر به توسعه سریع برنامه ها می باشند.
شکل 2 آنالوگ راه حل راداری چند کاناله 24 گیگاهرتزی
مزیت رادار 24 گیگاهرتزی
در توسعه سنسور رادار، یک حساسیت گیرنده برای هر بهبود دسی بل خواهد محدوده تشخیص اثر بگذارد. بازار ترین راه حل در کاهش هزینه تمرکز هستند، بنابراین عملکرد نویز فاز باید قربانی شود، و تعداد کانال تنگ .
بنابراین، به طور کلی سیگنال گیرنده به نویز (SNR) به کاهش خواهد یافت، ایجاد محدودیت در توانایی رادار برای شناسایی اشیاء کوچک یا اشیاء است که می تواند اهداف کوچک در کنار اشیاء بزرگ تشخیص نیست. در مواجهه با برنامه های کاربردی رادار عملی، اغلب رخ می دهد وضعیت شلوغ و یا احتقان، به طوری که نویز فاز سیستم افزایش نگه می دارد، در کاهش حساسیت گیرنده رادار در نتیجه سر و صدا سیستم بالاتر پنهان خواهد یا پنهان کردن برخی از حجم کوچکتر، و در نتیجه کمتر از رادار برای شناسایی اشیاء، که منجر به سنسور مسائل امنیتی، به عنوان مثال زمانی که آن را تشخیص شاخه ممکن است مسدود شود به طوری که ساختمان را نمی توان تشخیص دهد. ترین تک کانال، تک تراشه، راه حل های کم هزینه می تواند عملکرد مورد نیاز برای انجام چنین شناسایی ارائه نمی دهد.
با استفاده از پلت فرم چند کاناله 24 گیگاهرتز، تولیدکنندگان ناتو قادر خواهند بود:
1. استفاده از رادار FMCW برای تشخیص سرعت و فاصله به شی، طولانی ترین فاصله تشخیص تا 200 متر با رزولوشن تا حدود 60 سانتی متر (در صورتی که طراحی آنتن اختصاصی برنامه خاص به تصویب رسید، قطعنامه را می توان مطرح شده به حتی 15 سانتی متر )
2. زاویه دید افقی در حدود 120 درجه، زاویه دید عمودی 15 درجه، بسته به زمینه واقعی از این دیدگاه در طراحی آرایه آنتن؛ کثرت از آنتن پرتو دیجیتال اتصال، رادار DBF می توان با استفاده از اطلاعات زاویه محاسبه، در نتیجه طلسم زمینه وسیع تری از نظر.
3. در مقایسه با معمولی کم هزینه، تک کانال راه حل رادار حداقل دو برابر حساسیت تشخیص محدوده تا 1.5 برابر و مصرف انرژی کمتر.
سیستم Demorad به بازدهی توسعه کمک می کند
سیستم رادار Demorad 24GHz است یک مفهوم رمان از راه حل های پلت فرم ارزیابی رادار، الگوهای نرمافزاری شامل خارج از جعبه، کاربران اجازه می دهد فقط در چند دقیقه به سرعت شروع به طراحی سنسور رادار است. علاوه بر این، Demorad اجازه می دهد تا کاربران را به سرعت ساخت محصولات عوامل مختلف نمونه، توسعه یافته برای سنسورهای رادار و رادار توسعه یافته بیش از محصولات، انرژی اندازه گیری های مختلف اطلاعات در زمان واقعی، مانند فاصله بین حضور یک هدف / شی، در حال حرکت زاویه، و سرعت، و سنسور.
راه حل های سخت افزاری سیستم شامل یک آنتن فرکانس رادیویی، یک RF کامل به باند زنجیره سیگنال و DSP، کاربر تنها از طریق نرم افزار رابط کاربری گرافیکی (GUI)، و نرم افزار الگوریتم رادار، شما به سرعت می توانید به لپ تاپ / کامپیوتر وصل کنید.
کاربران از طریق این مجموعه، فقط در چند دقیقه به اتصال به یک کامپیوتر و بار نرم افزار، ساخت و ساز از تبدیل فوریه سریع (FFT)، از جمله رادار 2D / 3D، ثابت نرخ هشدار غلط (CFAR) و الگوریتم های طبقه بندی، یک رادار کامل نمونه های اولیه، و سرعت بخشیدن به معرفی هواپیماهای بدون سرنشین جدید مجهز به رادار عملکردی است.
شکل 3 یک کیت دیدگاه 24GHz Demorad های مختلف، که ساخته شده در فرستنده کانال دوگانه و کانال گیرنده آنتن 4 است.
شکل 3 راه حل پلت فرم رادار رايانه 24GHZ
Demorad با یک رابط کاربری گرافیکی کامل و DSP پشتیبانی از کتابخانه تابع رادار. این سیستم رادار زنجیره سیگنال در Demorad شامل بسیاری از الگوریتم های نرم افزار پایه، به طوری که طراحان مجبور به نوشتن کد برنامه قادر به گسترش تحقیق و توسعه خواهد بود. این استفاده از ساخته شده در الگوریتم نرم افزار، مهندسان می توانند به سرعت استاد استفاده از رادار را از کامپیوتر به شناسایی و افتراق به هدف.
علاوه بر این، تحقیق و توسعه از صنعت همچنین می توانید کد برنامه نرم افزار موجود برای شناسایی و تمایز بین اشیاء مختلف در برنامه های کاربردی خود را برای تولید کنندگان را ویرایش کنید، در نتیجه. Demorad به ارائه یک سطح بالاتر از انعطاف پذیری طراحی، صرف نظر از اینکه آن را تا به تجربه در طراحی RF، می می تواند به سرعت برنامه های کاربردی برای تسهیل پرواز هواپیماهای بدون سرنشین را فراهم کند.
بازار پهپاد / UAS است که نه تنها در حال رشد سریع، بلکه پتانسیل های بی پایان برای بسیاری از برنامه های کاربردی تجاری جدید به ارمغان آورد. اما برای رسیدن به این چشم انداز، تولید کننده باید در صنعت پهپاد، استفاده از فرکانس رادیویی، مایکروویو، و سنسور موج میلیمتری منجر شود، برای اثبات خود پهپاد می تواند امن و مطمئن پرواز مستقل. علاوه بر این، وضعیت در فن آوری سنسور به سرعت در حال تحول، از جمله LIDAR (LIDAR)، در هنگام پرواز از راه دور (TOF)، و سونوگرافی، از جمله فن آوری های جدید است که به تدریج در حال افزایش.
تولید کنندگان پهپاد باید به تمرکز بر روی این راه حل جدید، به منظور انتخاب از آخرین فن آوری برای وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین ادامه خواهد داد. در ارزیابی این فن آوری، معیارهای ارزیابی کلیدی باید بهره وری Naruleida و تنوع از توابع، و نه فقط در مورد سخت افزار مراقبت هزینه