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无人艇用光电系统解决方案


  来源: FLIR红外热像仪 时间:2019-12-12 编辑:仪商WXF
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无人艇主要用于执行危险以及不适于有人船只执行的任务。一旦配备先进的控制系统、传感器系统、通信系统和武器系统后,可以执行多种战争和非战争军事任务,比如,侦察、搜索、探测和排雷;搜救、导航和水文地理勘察;反潜作战、反特种作战以及巡逻、打击海盗、反恐攻击等。


与空中的无人机相比,在技术上无人艇相对于无人机的技术难度更大:


海况比空中更复杂。空中主要考虑空气动力学,而无人船面对的则是水,流体不仅要面对推力,更要面对各种涌动。因此,流体的建模非常复杂,而且现在一直做的都不是特别好,这是目前行业性的难题。

海上的障碍物更多。无人机空中飞行的障碍物是相对较少的,而水面行驶则要面临包括岛礁以及其他船只等各种障碍物。


无人机一般风过大时便不能起降了,但无人船则要求承受更大的风浪,无人船除了生命保障系统外,其他系统跟有人船的要求都是一样的。这些都意味着无人船的避障相比无人机会难更多。



船在海上的姿态会有 3 个自由度的运动,俯仰、偏航和滚动。所以,控制系统是无人船的核心也是难点。据了解,控制的基本过程主要有三步,首先是输入,通过各种传感器找到无人船的状态,并比较这个状态跟理论状态有没有偏差,然后通过设定的控制规律修正这个偏差,之后再测量输入,循环往复。其中便涉及到 3 个技术难点:


问题一,为了更全面地了解无人船周边的情况,可能会用到各种传感器,包括雷达、摄像头、声呐等等,但问题就在于如何融合这些传感器所采集的数据。目前在实验室环境中这个问题已经基本解决了,但到了产品化方面还是有些困难。


问题二,对无人船而言制导也是一个难点,知道了无人船的状态,但怎么修正?其实即使是对于稍微简单的空气,由于温度等因素,人类也是很难做出一个标准方程的,因此需要进行大量的风洞试验,而流体则更复杂,需要做类似风洞试验的实地测试。而且,即使是通过了这个试验,其与真实海况也还是不一样的。


问题三,如何执行制导方案?由于惯性,船制动和倒车的滞后是很长的,如何操作船上的舵之类的设备也是一个问题。


光电系统原理


光电系统赋予小型无人舰更多任务,使它们不仅能伴护大型战舰,还能有更多功能。红外热像仪旨在提高舰载光电传感器的能力,大幅增强水面舰的侦察监视能力。”穿透遮挡进行成像",力求使水面舰和潜艇乘员能穿过雾、霾、雨、雪的遮挡捕获到目标图像。


克服天气障碍——浓雾。雾中的细小水汽颗粒会让光发生散射,即便是如今最先进的光电传感器也无法穿透它,但带有红外热像仪的光电系统则可以最大程度上减少雾气的影响。


光电系统的优势

光电系统的优势主要体现在以下几个方面。首先,在低角情景下,光电系统不受镜面效应或天线扫掠的影响,能够很好地解决低角度跟踪问题。和雷达相比,光电系统能够较好地对付慢速运动目标、雷达反射截面积小的目标和杂波环境中的目标。


无人艇应用案例


合作项目:珠海云洲无人艇项目

产品:FLIR M324CS

用途:作为无人艇的光电系统


无人战船应用


随着海洋强国战略实施、中国需要采集大量海洋环境条件基础数据,用于减灾防灾、海上搜救及军事任务等。与传统人工作业相比,无人艇能够更有效适应恶劣的海洋环境和气候条件,且成本较低、效率更高,是未来可以广泛应用于海洋勘察、岛礁调查的新技术手段。


目前无人艇技术已完善,建造系统更完善、承载能力更强,更符合海上水域环境应用的无人船系统,以适应条件更复杂、周期更长的海洋作业。


关键词:无人艇 光电系统 解决方案    浏览量:1585

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