为无人机部署准备的COTS技术

无人机 （UAV） 是收集情报、监视和侦察 （ISR） 数据的重要元素。无人机携带有效载荷的光电传感器以及激光，雷达或信号情报。这些传感器产生大量数据，这些数据通过有限容量的数据链路安全地传输到地面。地面上需要援助来识别和分类目标，以便无人机可以引导其传感器并改变其飞行剖面以跟踪感兴趣的目标。无人机一直在使用并不断发展，以检测和应对新的威胁。运营商和集成商迫切需要通过 COTS 产品和相关使能技术提供更强大、经过验证的能力。

无人机要求

监视无人机本质上是一个无人传感器平台，具有完善的自主飞行控制，允许其起飞，遵循飞行计划，避开障碍物和着陆，但任务自主性有限。尺寸、重量和功率（SWaP）参数可能非常关键，以至于COTS嵌入式计算标准可能不是有效载荷/传感器处理链的首选。然而，由于保持战术优势所需的快速设计周期，注入经过验证和可部署的支持技术（特别是基于COTS的技术）已成为一项必不可少的开发实践。

传感器加工链

典型的传感器处理链中有许多元素：图像稳定、视频压缩、图像处理、分析、跟踪、分类和参与。电子稳定功能可消除振动和大气扰动的影响。通过视频输入和输出连接，现在可以在不大于SD存储卡的COTS模块上完成图像稳定，用于最小的传感器平台或相机安装本身。

视频压缩

空对地带宽是一个关键问题。只有最大的无人机支持高带宽卫星显示器，因为终端的重量和功率要求。然而，即使是中型无人机也携带多个传感器，依靠数字无线电将视频传输到地面部队，以便立即进行战术评估。为了保留带宽，视频流被压缩，通常使用H.264来允许通过数据链路传输许多常规的30 Hz电视频道。GE智能平台的daq8580模块是一个完整的压缩子系统，集成在一个坚固的盒子中，支持两个频道的HDTV，或四个普通电视，以及一个与无线电设备的网络连接。如图1所示，它已经被美国宇航局德莱顿飞行研究中心（DFRC）用于大气研究。

增强的任务自主性

处理链的某些部分在无人机上，但许多部分 - 例如图像处理，分析或分类 - 都是基于地面的，因此受到链路带宽，人力资源，安全和军事学说的限制;这可能导致任务关键型控制回路时间从几秒钟到几小时不等。减少这种延迟以在没有地面辅助的情况下识别、分类和跟踪来自多个传感器的多个目标，需要大幅提高板载计算能力，例如新一代众核处理器提供的计算能力。使用这些器件的集成式多传感器视觉系统封装在 3U VPX （VITA 46） 模块上，能够实时分析传入的视频流，通过将处理后的目标数据发送到地面进行进一步分析和分类来节省空对地带宽。下一代众核处理器将以最少的人在环干预，实现自主任务和目标参与的目标，更接近实现。

提高耐力

另一个目标是通过加油机或无人机到无人机的飞行加油来延长任务持续时间。使用COTS模块演示了使用一对相机的独特，可部署的3D视觉系统，该系统将自动驾驶无人机并与加油机器人接合，保持其位置直到加油完成。

定制包装

坚固耐用的开放式系统嵌入式计算供应商正在通过互补的产品线和技术扩展其产品组合，以满足许多新的应用利基市场。这些不一定基于VPX等开放标准，因为这并不总是适合小型，轻型，独立的无人机子系统。无人机ISR市场的快速发展，广泛的网络连接以及SWaP的需求正在推动基于COTS的新技术的创造，这些技术具有根据其预期部署的平台量身定制的各种封装选项。

审核编辑：郭婷