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传感器在无人机监控中的应用有哪些

2020年08月12日 15:32 次阅读

  经证明具有强大功能和灵活性以进行监视安全操作的传感器包括红外光学和SAR(合成孔径雷达)传感器。

  随着技术的发展,在低空无人机上可以使用多种强大的技术,以用于监视安全任务。

  重要级的无人机监视操作本质上是不稳定的,并且可能会随时更改。这种情况的需求不仅可以要求在飞行计划中进行更改,还可以要求在机载传感器的部署模式中进行更改。

  经证明具有强大功能和灵活性以进行监视安全操作的传感器包括红外,光学和SAR(合成孔径雷达)传感器。

  红外热像仪

  热像仪的性能由线对定义。热像仪根据物体发出的热能(红外)提供图像。要检测物体,需要1.0个目标循环,但要确定光学相机的6.4类成员,则需要一个目标循环。

  光学IP摄像机

  IP摄像机的分辨率性能是由传感器中的像素数定义的,并涉及识别人员的能力。光学相机从反射出物体的光中提供图像。光学IP摄像机提供彩色图像,这可以帮助识别或识别对象。天黑时,它们将切换为单色或黑白。IP摄像机使用像素数来测量分辨率。这提供了确定可以看到哪些细节的更定义的方法。要检测一个人,每英尺需要1.6像素,要识别一个人,整个面部大约需要40像素。

  热成像技术与光学技术的比较光学IP摄像机比热成像摄像机提供更好的细节,因为它们提供彩色视频,而不是单色热成像摄像机提供的假色。颜色提供了更多信息,使识别事物变得更加容易。由于热像仪使用来自目标的热能,因此它们可以在完全黑暗的环境中工作,而光学热像仪则需要一些光源。

  合成孔径雷达(SAR)

  成本降低的电子元件才刚刚开始使SAR技术在更接近感兴趣点的高度进行小规模使用变得经济。

  SAR可以在夜间或恶劣天气下提供高分辨率的广域成像。SAR系统利用雷达信号的远距离传播特性和现代数字电子技术的复杂信息处理能力来提供高分辨率图像。SAR补充了摄影和其他光学成像功能,因为它不受一天中的时间或大气条件的限制,并且由于地形和文化目标对雷达频率的独特响应而受到限制。

  SAR是一种由常规雷达系统运行的模式,该系统正在借助聪明的信号处理来人为地创建一个非常大的天线的表示形式。SAR技术用于获得更大的角天线分辨率,可用于在光学和红外相机或传感器不足的情况和条件下生成高度详细的地图。从地面雷达反射生成2D和3D图像使SAR非常适合识别目标人体大小。

  SAR依靠无线电或微波而不是可见光,并且可以透过薄雾,云层甚至厚厚的林冠层看到。

  不同无人机监控应用场景下使用的传感器

  “嘈杂”的环境和天气条件

  在嘈杂的环境中很难检测到远程地面目标。为了克服这些问题,经常使用合成孔径雷达(SAR)图像或红外(IR)图像。

  SAR可以在任何天气和光照条件下测量目标的电磁散射特性。此方法经常用于检测远距离目标,因为它提供了强大的雷达横截面(RCS)值和目标的形状信息,称为IR签名,而不是IR情况下的热签名。尽管两个传感器都具有昼夜功能,但与受天气状况影响很大的红外传感器相比,SAR传感器具有天气独立性。

  叶子,地面和火焰的渗透

  合成孔径雷达还提供穿透材料的能力,这些材料是光学不透明的,因此无法通过光学或IR技术看到。在某些条件下,可以使用低频SAR穿透树叶甚至土壤。这提供了对目标成像的功能,这些目标通常被树木,灌木丛和其他地面遮盖物遮盖。

  人体检测

  人体发出的红外辐射范围很窄,而红外一直是检测人体的必不可少的传感器。但是,人体的大小在无线电波或微波波的波长范围内更大,这使其成为雷达能量检测的理想选择。

  利用人体的强雷达截面(RCS)值和复杂的SAR信号处理,可以100%的准确度识别目标。

  遥感图像

  红外/热成像:在遥感海拔高度,人,动物,热岩石或地形的视觉热信号看起来完全相同,无法区分它们。

  SAR:与SAR一样,从正确的角度来看,通过正确的学习软件(AI)启用的预设RCS签名以及所使用的无线电波和信号处理软件,您不仅能够自动识别人,而且还能SAR的增量值也会在各个人之间有所区别。此外,使用地面/地面移动目标指示器和海上广域搜索模式来定位移动的车辆,移动至非常慢速行驶的车辆和步行人员,并检测各种海况下的船舶交通;提供广域覆盖,然后交叉提示到狭窄的视场(FOV)电光/红外(EO/IR)传感器。

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