По мере роста экономики, ориентированной на низкие высоты, крыши зданий превращаются из пассивных архитектурных придатков в «воздушные парковки» для беспилотных летательных аппаратов — вертипорты на крышах, обеспечивающие автономную посадку, стыковку и подзарядку. Эти новые взлётно-посадочные инфраструктуры помогут ускорить городскую логистику, реагирование на чрезвычайные ситуации и обеспечение безопасности на высотных объектах.
С другой стороны, воздушное пространство над крышами аэродромов значительно сложнее, чем над наземными аэропортами. Турбулентность ветра, неожиданные препятствия и неудачное позиционирование могут поставить под угрозу безопасность посадки. Проблема очевидна: как дроны могут точно приближаться и приземляться в таких условиях?
Радар миллиметрового диапазона (мм-волн) с его уникальными характеристиками обнаружения становится основной технологией восприятия, обеспечивающей безопасные и надежные операции вблизи земли.
Испытание воздушного пространства на крыше: сложный экзамен для дронов
Сильные возмущения ветра снижают устойчивость полета.
Высотные здания создают турбулентный воздушный поток и сдвиг ветра. Дроны имеют тенденцию отклоняться от заданной траектории посадки при вертикальном снижении.
Структура препятствий нерегулярна и непредсказуема.
На крышах располагаются антенны, блоки отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, громоотводы, перила и временные конструкции, все из которых требуют точного восприятия на близком расстоянии и планирования пути.
На принятие решений влияет ухудшение положения и видения.
GPS подвержен многолучевым отражениям. Слабое освещение, блики и туман снижают надёжность визуального датчика, особенно на последних 30 метрах снижения.
💡 Для беспилотников требуется система обнаружения на реальном расстоянии, которая не зависит от условий освещенности, чтобы обеспечить безопасную автоматическую посадку на конечном этапе захода на посадку — именно здесь радар миллиметрового диапазона является лучшим вариантом.
Почему радар миллиметрового диапазона подходит для сценариев посадки на крышу
Надежное восприятие в любых погодных условиях.
Дождь, туман, дым и контровое освещение не оказывают существенного влияния на работу радара. Он работает в паре с датчиками зрения, обеспечивая критически важную избыточность.
Точная коррекция траектории требует высокой точности на коротких расстояниях.
Измерение расстояний с точностью до миллиметра позволяет отобразить края крыш и небольшие препятствия, обеспечивая точное и последовательное выравнивание при посадке.
Улучшенное обнаружение металлических конструкций
Поскольку препятствия на крышах в основном сделаны из металла, радар может лучше их идентифицировать, снижая риск столкновения.
Помехоустойчивость обеспечивает полную автоматизацию.
Даже при наличии многолучевых отражений радар выдает стабильный выходной сигнал, что позволяет осуществлять автономный спуск без ручного вмешательства.
Радар сочетается с системами зрения, инерциальными измерительными блоками и RTK в системах логистики и инспекции беспилотных летательных аппаратов для создания избыточности восприятия, обеспечивая непрерывность миссии даже в случае отказа одного из сенсорных модальностей.
Посетите официальный сайт Linpowave, чтобы узнать больше о решениях в области радаров для дронов из серии Drone & UAV.
Вертодромы на крыше для пилотов и крупномасштабных операций
Городская логистика доступна по запросу
Лекарственные препараты и предметы первой необходимости быстро доставляются в перегруженные районы.
Инспекция и патрулирование высотных зданий
Интеграция систем Интернета вещей в зданиях повышает эффективность реагирования и охват.
Переходные центры обслуживания энергетики и телекоммуникаций
Более короткие маршруты беспилотников к крышам домов, на которых установлено энергетическое и телекоммуникационное оборудование, повышают эксплуатационную эффективность.
Фонд будущей городской воздушной мобильности (UAM)
Шаг к эксплуатации eVTOL, позволяющий создавать структурированные сети воздушного движения на больших высотах.
После приземления дроны могут использовать узел на крыше для обновления журналов полетов, данных о состоянии и записей о соответствии, при этом радар миллиметрового диапазона (в частности, решения на частоте 77 ГГц) служит в качестве базового средства обнаружения для безопасных операций в городском воздушном пространстве.
Стандартизация: включение «воздушных парковочных мест» в городскую инфраструктуру
Чтобы сделать вертипорты на крышах настоящим достоянием города, стандартизация ведется по трем ключевым направлениям:
• Требования к возможности обнаружения препятствий
Усовершенствованные стандарты повышают надежность обнаружения за счет учета зон покрытия, слепых зон и частоты обновления.
• Резервные и эксплуатационные механизмы безопасности
Процедуры изменения маршрута, аварийного возвращения и посадки в нештатных ситуациях.
• Стандартизированные рекомендации по установке и обслуживанию
Управляющие недвижимостью выиграют от снижения долгосрочных расходов на обслуживание.
Регулирующие органы, такие как Федеральное управление гражданской авиации США (FAA), выпустили руководство по проектированию Vertiport, которое ускорило процесс структурированного управления воздушным пространством на крышах домов. Высокоточное зондирование с помощью радаров облегчает переход от экспериментальной проверки к масштабируемой коммерческой эксплуатации.
Часто задаваемые вопросы: автономная посадка на крышу с помощью радара
Способен ли радар миллиметрового диапазона самостоятельно обеспечивать автоматизированную посадку?
Он может удовлетворить базовые требования к восприятию, но сочетание нескольких датчиков обеспечивает большую надежность в сложных условиях на крышах.
Снизят ли отражения металла точность обнаружения?
Оптимизация алгоритма снижает помехи от отражений. Радар сохраняет превосходную общую производительность на крышах.
Увеличивается ли нагрузка на управление зданием в результате развертывания?
Современные радиолокационные устройства имеют небольшие размеры и не требуют особого обслуживания, что снижает сложность эксплуатации.
Соответствует ли радар стандартам соблюдения правил воздушного движения?
Да. Данные радара позволяют регистрировать траекторию полета и сообщать о состоянии в соответствии с городскими правилами аэрокосмической деятельности.
Подведение итогов
Всё более важным элементом инфраструктуры в экономике малых высот становятся вертодромы на крышах зданий. Посадка дронов в сложных условиях высотных зданий обеспечивается безопасно и надёжно благодаря миллиметровому радару, который стабилен в любых погодных условиях, точен на близком расстоянии и устойчив к помехам.
По мере изменения стандартов и развития технологий слияния датчиков здания станут активными узлами городской воздушной мобильности, что позволит превратить неиспользуемое воздушное пространство в управляемую и функциональную транспортную сеть и подтолкнет следующий этап коммерциализации беспилотников.