نظام الملاحة المتكامل بالقصور الذاتي والرؤية ونظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) للطائرات بدون طيار: نظرة عامة على المنتج والدليل الفني

أصبحت الطائرات بدون طيار (UAVs) مستقلة وذكية وقادرة على أداء المهام بشكل متزايد. مع توسع المهام في المجال الجوي المعقد والمطالبة بموثوقية أعلى، نمت الحاجة إلى طرق ملاحة دقيقة ومستقرة ومتكررة بشكل حاد. لم تعد الملاحة التقليدية التي تعتمد على نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) فقط قادرة على تلبية متطلبات الطيران عالي الدقة، خاصة في البيئات التي تكون فيها إشارات الأقمار الصناعية ضعيفة أو محجوبة أو يتم التدخل فيها عن قصد.

لمعالجة هذه التحديات، طورت شركتنا نظام ملاحة متكامل بالقصور الذاتي والرؤية ونظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) خفيف الوزن وصغير الحجم وموثوق به للغاية، مصمم خصيصًا للطائرات بدون طيار التي تتطلب معلومات دقيقة عن الموقف والسرعة والموقع أثناء جميع مراحل الطيران.

1. نظرة عامة على النظام

بناءً على قدراتنا البحثية المتقدمة في الملاحة بالقصور الذاتي ومعالجة الصور على متن الطائرة، يدمج النظام الاستشعار بالقصور الذاتيومعالجة الرؤية بالضوء المرئيوتحديد المواقع بنظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)في وحدة واحدة مدمجة.

هذا النهج المتكامل يضمن:

• ملاحة عالية الدقة في ظل ظروف رؤية مختلفة

• طيران ذاتي مستقر حتى عندما تتدهور أداء نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)

• تشغيل موثوق به طوال الإقلاع والتحليق والهبوط

تم تصميمه لمنصات الطائرات بدون طيار، ويتميز المنتج بما يلي:

• هيكل خفيف الوزن وصغير الحجم

• استهلاك منخفض للطاقة

• موثوقية عالية وأداء فعال من حيث التكلفة

هذا يجعله مثاليًا للطائرات بدون طيار الصغيرة والمتوسطة الحجم التي تقوم بمهام الاستطلاع والمسح والتفتيش ومهام الهبوط الذاتي.

2. الوظائف والقدرات الأساسية

2.1 الوظائف الرئيسية

يوفر النظام العديد من القدرات المتقدمة على متن الطائرة:

• تصوير بالضوء المرئي ومعالجة الصور على متن الطائرة
  التقاط ومعالجة المشهد في الوقت الفعلي لاستخلاص الميزات المرئية.

• الملاحة المتكاملة متعددة المصادر

  • الملاحة بالقصور الذاتي

  • الملاحة المطابقة للمشهد القائمة على الرؤية

  • الملاحة المدمجة بالقصور الذاتي والرؤية ونظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)

• مخرجات الملاحة الذاتية

  • الموقف

  • السرعة

  • الموقع
    تمكن هذه المخرجات الطائرة بدون طيار من إكمال المهام الذاتية بدقة وثبات عاليين.

3. المواصفات الفنية

في ظل ظروف رؤية التحليق والهبوط العادية للطائرات بدون طيار (الرؤية > 10 كم، المدرج أو أهداف الميزات واضحة)، يوفر النظام الأداء التالي:

3.1 دقة الملاحة

• دقة تحديد المواقع الذاتية:
  ≤ 100 م (RMS) عند التشغيل على ارتفاع طيران 1-5 كم.

يضمن هذا المستوى من الدقة هبوطًا ذاتيًا آمنًا وموثوقًا به، حتى بدون توفر نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) بشكل مثالي.

3.2 الخصائص الفيزيائية

بفضل حجمه الصغير واستهلاكه المنخفض للطاقة، يمكن دمج النظام في مجموعة واسعة من منصات الطائرات بدون طيار دون تحميل الطائرة بشكل زائد.

4. هيكل النظام

يتكون نظام الملاحة المتكامل بالقصور الذاتي والرؤية ونظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) للطائرات بدون طيار من ثلاثة أنظمة فرعية رئيسية:

1. وحدة كاميرا الضوء المرئي
   تلتقط المشاهد الخارجية لمطابقة الميزات وتوجيه الهبوط.

2. وحدة معالجة البيانات
   تنفذ معالجة الصور ومطابقة المشاهد وخوارزميات دمج أجهزة الاستشعار المتعددة.

3. وحدة الملاحة بالقصور الذاتي
   توفر قياسات الموقف والمعدل الزاوي والتسارع للملاحة المستمرة.

تعمل هذه المكونات معًا بسلاسة لتوفير بيانات ملاحة قوية وفي الوقت الفعلي.

5. الواجهات الخارجية

5.1 الواجهة الميكانيكية

• أبعاد النظام: 170 مم × 142 مم × 116 مم

• الوزن: ~2 كجم

يدعم المنتج طريقتين للتثبيت:

• التركيب السفلي

• التركيب الجانبي

تتضمن كل سطح تثبيت:

• أربعة ثقوب تثبيت M4، مرتبة بمسافة 134 مم × 60 مم

• يؤمن هيكل الطائرة بدون طيار الجهاز باستخدام أربعة مسامير M4

يدعم تصميم التركيب المرن هذا التكامل مع منصات الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة والدوارة و VTOL.

6. سيناريوهات التطبيق

نظام الملاحة المتكامل هذا مناسب لمهام الطائرات بدون طيار التي تتطلب أداء ملاحة مستقرًا وموثوقًا به، بما في ذلك:

• الإقلاع والهبوط الذاتي

• التحليق لمسافات طويلة أو على ارتفاعات عالية

• الاستطلاع والمراقبة

• خطوط الطاقة أو خطوط الأنابيب أو التفتيش البحري

• المسح والتصوير المساحي

• الطائرات بدون طيار التي تعمل في بيئات بها تحديات في نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)

من خلال الجمع بين تقنيات الملاحة بالقصور الذاتي والمرئية والأقمار الصناعية، يوفر النظام أداءً قويًا حتى في البيئات المعقدة في العالم الحقيقي.

الخلاصة

يمثل نظام الملاحة المتكامل بالقصور الذاتي والرؤية ونظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) للطائرات بدون طيار حلاً من الجيل التالي للملاحة الذكية والذاتية للطائرات بدون طيار. بفضل تصميمه المدمج واستهلاكه المنخفض للطاقة وخوارزميات الدمج المتقدمة متعددة المصادر، فإنه يضمن ملاحة دقيقة ومستقرة طوال غلاف الطيران بأكمله — من الإقلاع إلى الهبوط.

إذا كانت تطبيقات الطائرات بدون طيار الخاصة بك تتطلب موثوقية عالية، وتحديد مواقع دقيق، ومرونة قوية لتدهور نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)، فإن نظام الملاحة المتكامل هذا يوفر حلاً قويًا وفعالاً من حيث التكلفة.