По мере того, как экономика низковысотных полетов расширяется, подпитываемая беспилотниками, логистическими самолетами, автономными инспекционными платформами и новыми воздушными услугами, одна проблема незаметно определяет, насколько далеко может продвинуться отрасль: безопасное и надежное зондирование вблизи земли.
Полёт на малой высоте кажется простым. На самом деле это самая сложная среда в авиации. Ландшафт быстро меняется. Линии электропередач появляются внезапно и неожиданно. Погода меняется каждые несколько минут. Видимость неожиданно ухудшается. Традиционные датчики работают нестабильно. Регулирующие органы требуют более высокого уровня гарантий.
Именно поэтому миллиметровый радар (мм-волны) быстро зарекомендовал себя как основная технология обнаружения для операций на малых высотах. Он обеспечивает то, чего отрасль так долго добивалась: стабильное, основанное на законах физики восприятие в несовершенных условиях реального мира.
1. Условия на малых высотах суровы, и радары в них процветают.
Дроны сталкиваются с самым непредсказуемым сочетанием препятствий и переменных окружающей среды на высоте менее 120 метров:
Дождь, туман и дымка
Пыль, образующаяся в результате строительства и сельского хозяйства
Растительность густая.
Городские постройки загромождены.
Линии электропередач, ветки, краны и кабели.
В структурированной, чистой среде оптические датчики, такие как системы технического зрения и лидары, работают превосходно. Однако экономика малых высот редко бывает чистой.
Радар миллиметрового диапазона работает независимо от света, текстуры, цвета и погоды, обеспечивая стабильное обнаружение даже при видимости, близкой к нулевой. Это физическое преимущество лежит в основе его растущей значимости.
2. Радар обеспечивает такой тип осведомленности, который не могут обеспечить другие датчики.
Радар миллиметрового диапазона обеспечивает:
Диапазон расстояний.
Информация об угле
Относительная скорость
Сигнатуры движения и микродвижения
Проникновение сквозь туман, пыль и растительность
Это значит, что дрон может больше, чем просто «видеть».
Он понимает, что:
Что движется:
Как быстро он движется.
Приближается ли объект
является ли окружающая среда стабильной или динамичной
Это обеспечивает более достоверное восприятие рисков, что имеет важное значение для автономных или полуавтономных операций с использованием БПЛА.
3. Датчик, разработанный для условий BVLOS и соответствующих нормативным требованиям.
Развитие экономики маловысотных полётов во многом зависит от получения разрешений на полёты за пределами прямой видимости (BVLOS). Регуляторы безопасности по всему миру задаются одним и тем же вопросом.
«Если оператор не видит дрон, как дрон видит мир?»
Камеры плохо работают в условиях низкой освещенности или тумана.
Дождь, снег и частицы в воздухе ухудшают работу LiDAR.
Даже если все остальное не отвечает ожиданиям по обнаружению и предотвращению, радар обеспечивает надежную основу.
Поскольку Индия, США, Европа и Юго-Восточная Азия ускоряют разработку платформ BVLOS, радар миллиметрового диапазона становится ключевой технологией, в частности, для:
Инспекции на большом расстоянии
Мониторинг электросетей и трубопроводов
Логистический коридор
Маршруты доставки медицинских грузов
Пути реагирования на чрезвычайные ситуации
4. Радар миллиметрового диапазона улучшает устойчивость автономного полета.
Даже в изменчивых погодных условиях операции на малой высоте требуют точного контроля высоты и знания препятствий.
Радар миллиметрового диапазона улучшает:
✔ Способен удерживать высоту
Даже при прохождении над отражающими поверхностями, водой, растительностью или неровной поверхностью измерение дальности остается постоянным.
✔ Методы обхода препятствий
Обнаружение проводов, столбов, веток и движущихся целей на разумных расстояниях.
✔ Спланируйте свой маршрут
Непрерывное зондирование используется при выполнении динамических маневров на сложной местности.
✔ Избыточный
Резервный уровень на основе радара защищает от сбоев одного датчика.
Именно поэтому многие платформы БПЛА нового поколения используют гибридные архитектуры датчиков, сочетающие в себе технологии радаров, машинного зрения и лидаров. Каждый датчик решает свою задачу.
5. Области применения, в которых радар имеет наибольшее значение
Экономика малых высот основана на реальной работе — задачах, требующих воздействия непредсказуемых условий. Радар миллиметрового диапазона значительно повышает надежность в:
Проверка линий электропередач (обнаружение тонких предметов)
Патрулирование нефте- и газопроводов
Городское картографирование и сбор данных в трех измерениях
Сельскохозяйственный надзор на пыльных полях
Автоматизация авиационных работ на складах и заводах.
Поисково-спасательные работы в условиях плохой видимости
Операции в портах, на горнодобывающих предприятиях и промышленных объектах
Радар становится необходимым, а не дополнительным средством везде, где окружающая среда сложная.
6. Радар дополняет, но не заменяет другие датчики.
Распространенное заблуждение заключается в том, что радар — это замена камерам или лидару. На самом деле
Зрение обеспечивает как классификацию, так и текстуру.
LiDAR генерирует трехмерные облака точек высокого разрешения.
Радар обеспечивает обнаружение движения и надежность в любых погодных условиях.
Наиболее эффективные БПЛА сочетают в себе все три характеристики.
Такая гибридная архитектура позволяет создавать по-настоящему масштабируемые сервисы на малых высотах.
Заключение: Разработан сенсорный слой для будущего полетов на малых высотах
Рост экономики низковысотных полётов зависит не только от планеров, аккумуляторов и алгоритмов управления полётом. Всё зависит от доверия — доверия к тому, что дроны могут летать безопасно, независимо и предсказуемо на малых высотах в реальном мире.
Радар миллиметрового диапазона отвечает этому требованию:
Стабильность независимо от погоды
проникновение через сложные среды.
Понимание движения и скорости
Восприятие, которое делает возможным BVLOS
Стабильное обнаружение в ситуациях, когда оптические датчики выходят из строя
По мере того, как страны ускоряют интеграцию БПЛА в повседневную жизнь — от логистики до инспекций — вопрос о том, будут ли дроны использовать радары миллиметрового диапазона, становится менее актуальным.
Это зависит от того, насколько быстро оснащенные радаром БПЛА станут отраслевым стандартом.
Часто задаваемые вопросы
1. Каково значение радара миллиметрового диапазона для операций беспилотников на малых высотах?
Он надежно работает в условиях тумана, дождя, пыли и плохой видимости, обеспечивая более безопасные полеты в случае отказа оптических датчиков.
2. Чем радар отличается от зрения и лидара?
Радар определяет все погодные условия и обеспечивает распознавание скорости, зрение обеспечивает текстуру, а лидар — подробные 3D-карты. Они дополняют друг друга.
3. Поддерживает ли радар миллиметрового диапазона сертификацию BVLOS?
Да. По данным регулирующих органов, радары становятся всё более важными для систем обнаружения и уклонения, используемых в миссиях BVLOS.
4. Работает ли радар ночью?
Да. Окружающий свет не влияет на работу миллиметровых волн.
5. Может ли радар обнаруживать тонкие объекты, например провода?
Радары высокого разрешения способны обнаруживать кабели, ветки и другие тонкие препятствия на разумном расстоянии.
6. Заменят ли радары в конечном итоге лидары и камеры?
Нет. Это улучшает их характеристики. Самые надёжные дроны используют гибридные датчики.
7. Подходит ли радар для легких беспилотных летательных аппаратов?
Мультикоптеры и небольшие беспилотные летательные аппараты с фиксированным крылом могут извлечь выгоду из современных радиолокационных модулей, которые компактны и легки.