وقت القراءة: 6 دقائق
المؤلف: الفريق الفني لشركة Linpowave
الفئة: رادار الموجات المليمترية للطائرات بدون طيار
عندما تصل الرؤية إلى حدودها، يتولى الرادار زمام الأمور.
في أنظمة الطائرات بدون طيار الحديثة، غالبًا ما تُعتبر الكاميرات وأجهزة استشعار الليدار بمثابة "عيون" السماء. فهي تلتقط صورًا رائعة، وترسم خرائط للتضاريس، وتُمكّن من الملاحة حتى في الأجواء الديناميكية. ومع ذلك، فإن قدرات هذه المستشعرات محدودة.
يمكن أن يؤدي الضباب والمطر والغبار وظروف الإضاءة المنخفضة إلى تشويش رؤية الكاميرا وتشتيت أشعة الليزر. وهنا تبرز أهمية رادار الموجات المليمترية عالي الدقة (mmWave). فهو قادر على رصد ما لا يستطيع الضوء رصده، موفرًا قياسات دقيقة ثلاثية الأبعاد للمسافة والسرعة حتى في أصعب البيئات.
تُصنّع شركة Linpowave رادارات mmWave مدمجة وعالية الدقة لتطبيقات المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) والمركبات الأرضية غير المأهولة (UGV). تُمكّن هذه الرادارات الطائرات المسيرة من رصد محيطها آنيًا، مما يضمن طيرانًا آمنًا، وتجنبًا موثوقًا للعوائق، ودقة في تحديد المدى حتى في ظل ظروف بيئية صعبة.
التحدي الرئيسي هو الإدراك الموثوق به في المجالات الجوية الديناميكية.
تعمل الطائرات بدون طيار في بيئات ديناميكية، على عكس أجهزة الاستشعار الأرضية الثابتة. يجب أن يُدير نظام الإدراك بفعالية ما يلي:
تغيير سريع للمسافات والزوايا بين الطائرة بدون طيار والعقبات.
يمكن للأشجار وخطوط الكهرباء والمباني العاكسة أن تسبب تداخلاً معقداً في الخلفية.
عدم اليقين البيئي - الضباب، أو المطر، أو التداخل الكهرومغناطيسي.
غالبًا ما تعاني أجهزة الاستشعار البصرية التقليدية من بطء الاستجابة، وقد تظهر عليها نقاط ضعف في بيئات معينة. في المقابل، يعمل رادار الموجات المليمترية عالي الدقة في نطاق تردد 60-80 جيجاهرتز، مما يُمكّنه من اختراق الحواجز البصرية. لا تقتصر هذه التقنية على قياس المسافة فحسب، بل تكتشف أيضًا السرعة وحجم الجسم، مما يوفر إدراكًا رباعي الأبعاد حقيقيًا.
يستخدم رادار Linpowave هوائيات متعددة وخوارزميات تشكيل الحزمة الرقمية المتقدمة (DBF) للتمييز بشكل فعال بين الأهداف المتعددة ضمن مجال رؤية واحد، وهو أمر بالغ الأهمية لأسراب الطائرات بدون طيار والعمليات متعددة المسارات.
كيف يعمل رادار mmWave على تحسين سلامة الطائرات بدون طيار؟
1. قياس دقيق للمسافة لتتبع الارتفاع والتضاريس
توفر وحدات رادار Linpowave دقةً فائقةً تصل إلى سنتيمتر واحد عبر نطاق كشف واسع، مما يضمن تحكمًا ثابتًا في الارتفاع حتى في التضاريس غير المستوية أو العاكسة. تُعد هذه القدرة مفيدةً بشكل خاص للطائرات الزراعية بدون طيار، وطائرات المسح الجوي، وأنظمة التوصيل، حيث يؤثر الحفاظ على ارتفاع ثابت بشكل مباشر على الكفاءة والسلامة.
2. الكشف الدقيق عن العوائق في البيئات منخفضة الرؤية
بخلاف الكاميرات، لا يتأثر أداء الرادار بالضوء أو اللون. سواءً أثناء الرحلات الليلية، أو في الضباب، أو خلال العواصف الغبارية، يتتبع الرادار الأجسام باستمرار بجودة إشارة موثوقة. تُعد هذه الموثوقية ميزة أمان أساسية لعمليات الطيران خارج نطاق الرؤية (BVLOS).
3. تتبع المسار والسرعة
يقيس رادار mmWave تحول دوبلر لتحديد السرعة النسبية للعقبات والطائرات بدون طيار.
يتيح هذا التنبؤ بالحركة في الوقت الفعلي، مما يساعد على منع الاصطدامات أثناء الملاحة الذاتية أو الهبوط.
4. تصميم مضغوط ومنخفض الطاقة.
تتخصص شركة Linpowave في وحدات الرادار التي تُوازن بين الأداء والحجم واستهلاك الطاقة، مما يجعلها مثالية للطائرات المسيرة، حيث يُعدّ كل جرام وواط أمرًا بالغ الأهمية. يتيح تكامل الرادار خفيف الوزن للطائرات المسيرة الصغيرة الاستفادة من إمكانيات كانت متاحة سابقًا للمنصات الصناعية فقط.
التكامل مع أجهزة الاستشعار الأخرى: التآزر وليس المنافسة.
يُكمّل الرادار المستشعرات البصرية بدلًا من أن يحل محلها. وعند دمجه مع أنظمة الرؤية أو الليدار، يُعالج رادار الموجات المليمترية قيود تقنية المستشعرات البصرية.
توفر الكاميرات مجموعة واسعة من القوام وقدرات التصنيف.
يوفر LiDAR سحبًا نقطية عالية الكثافة في ظروف واضحة.
يعمل رادار mmWave على تحسين الاستقرار ودقة العمق ومقاومة التداخل.
يتيح تصميم دمج المستشعرات هذا للطائرات بدون طيار إدراك شكل وحركة العوائق، حتى في ظروف الطقس الديناميكية أو البيئات المزدحمة.
تقدم حلول الرادار الخاصة بـ Linpowave للطائرات بدون طيار والروبوتات معلومات مفصلة حول دمج أجهزة استشعار متعددة.
وتشمل الأمثلة الواقعية هبوط الطائرات بدون طيار وتحديد موقعها بشكل مستقل.
لتجنب الضرر، يجب أن تُحاذي الطائرة المسيرة نفسها بدقة عند هبوطها على منصة الشحن. يفتقر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وحده إلى الدقة الكافية لتحديد المواقع عن قرب، وقد يفشل الهبوط القائم على الرؤية في ظروف الإضاءة المنخفضة.
يوفر رادار لينبوويف عالي الدقة بتقنية mmWave معلومات دقيقة عن الارتفاع والمحاذاة، مما يُمكّن الطائرة بدون طيار من تحديد سطح الأرض وضبط هبوطها آنيًا. وهذا يضمن هبوطًا سلسًا ودقيقًا في جميع الظروف البيئية.
لماذا تعتبر دقة الرادار مهمة؟
يصف مصطلح "الدقة" في الرادار قدرته على التمييز بين جسمين متقاربين للغاية.
يمكن للرادار عالي الدقة التمييز بين العوائق الصغيرة مثل الفروع والأسلاك، وهو أمر بالغ الأهمية للملاحة بدون طيار على ارتفاعات منخفضة.
يحقق رادار Linpowave دقة زاوية ومدى جيدة من خلال:
تعديل FMCW عريض النطاق.
مصفوفات هوائي MIMO متعددة القنوات.
خوارزميات معالجة الإشارة التكيفية.
يتيح هذا رسم خرائط ثلاثية الأبعاد بدقة مع طلب حسابي منخفض، مما يضمن تفاعل الطائرة بدون طيار على الفور مع الظروف المتغيرة.
مُصمم للتكامل، ومُصمم للأداء
تتمتع أنظمة رادار الطائرات بدون طيار من Linpowave بواجهات التوصيل والتشغيل، مما يضمن التكامل السهل مع أنظمة الطيار الآلي مثل منصات PX4 أو ROS.
يمكن للمطورين الوصول إلى مخرجات البيانات القياسية، بما في ذلك المسافة والسرعة والزاوية، عبر شبكات CAN أو UART أو Ethernet. هذا يُسهّل النشر السريع ضمن هياكل الطائرات بدون طيار الحالية.
يتم معايرة كل رادار في المصنع والتحقق من صحته ميدانيًا، مما يضمن نتائج متسقة عبر النماذج والدفعات المختلفة - وهو اعتبار بالغ الأهمية لأساطيل الطائرات بدون طيار التجارية.
آفاق المستقبل: الرادار كأساس للطيران المستقل
مع تطور تطبيقات الطائرات بدون طيار نحو مزيد من الاستقلالية، من أساطيل التوصيل إلى عمليات التفتيش الجوي، يجب على نظام الإدراك أن يتكيف أيضًا.
لقد أصبح الرادار العمود الفقري للسلامة في طائرات بدون طيار من الجيل التالي، حيث لا يعمل كمستشعر مساعد فحسب، بل يعمل أيضًا كممكّن أساسي للاستقلالية.
تعمل شركة Linpowave بشكل مستمر على تحسين تقنية الرادار الخاصة بها لتحسين الدقة والاكتناز والذكاء في الوقت الفعلي، مما يتيح للطائرات بدون طيار العمل بشكل أكثر أمانًا وأبعد وأكثر ذكاءً.
الأسئلة الشائعة: رادار الموجات المليمترية عالي الدقة للطائرات بدون طيار.
س1: ما هو نطاق الكشف النموذجي لرادار الطائرات بدون طيار Linpowave؟
ج1: اعتمادًا على الطراز، يمكن أن يصل نطاق الكشف لتطبيقات الطائرات بدون طيار إلى 100 متر، مع دقة ثابتة عبر مجموعة واسعة من الأهداف والبيئات.
س2: هل يستطيع الرادار اكتشاف الأشياء الصغيرة مثل الأسلاك أو الفروع؟
ج٢: نعم. يتميز رادار Linpowave بدقة زاوية عالية ومعالجة إشارات متقدمة، مما يسمح له بتمييز الأجسام من مسافة تصل إلى بضعة سنتيمترات.
س3: كيف يعمل في الضباب أو المطر؟
ج٣: التداخل البصري أو الجوي لا يؤثر على أداء رادار الموجات المليمترية تأثيرًا يُذكر. حتى في وجود الضباب أو الغبار أو الأمطار الغزيرة، يحافظ الرادار على استقرار كشفه.
س4: هل يمكن استخدامه لكل من الطائرات بدون طيار والروبوتات الأرضية؟
ج٤: بالتأكيد. تدعم منصة رادار Linpowave تطبيقات الطائرات بدون طيار والمركبات الأرضية غير المأهولة والمركبات المضادة للطائرات (AMR) مع خيارات تكامل مرنة.
س5: أين يمكنني معرفة المزيد عن منتجات رادار Linpowave؟
ج5: قم بزيارة مركز المنتج الخاص بنا للحصول على المواصفات التفصيلية وأدلة التكامل.