غلاف فوتوالکتریک برای پهپاد

با کاربرد گسترده پهپادها در زمینه های نظامی و غیرنظامی، پهپادهای روی غلاف فوتوالکتریک به تدریج به یکی از تجهیزات پشتیبانی مهم پهپادها تبدیل شده اند. غلاف فوتوالکتریک می تواند به پهپاد نظارت، شناسایی، شناسایی هدف و سایر عملکردها را در زمان واقعی ارائه دهد. این مقاله به معرفی طراحی و اجرای غلاف فوتوالکتریک بر روی پهپاد می پردازد.

1. ترکیب غلاف فوتوالکتریک

غلاف فوتوالکتریک معمولاً از دوربین، تصویرگر حرارتی مادون قرمز، فاصله یاب لیزری و سایر اجزا تشکیل شده است. دوربین و تصویرگر حرارتی مادون قرمز می تواند به دست آوردن تصاویر در محدوده های طیفی مختلف، به طوری که نظارت، تشخیص، ردیابی و سایر وظایف هدف را تحقق بخشد. از فاصله یاب لیزری می توان برای تعیین دقیق موقعیت هدف، فاصله و سایر پارامترها استفاده کرد.

2. الزامات طراحی غلاف فوتوالکتریک

1. سبک و فشرده: با توجه به ظرفیت بار محدود پهپاد، وزن و حجم غلاف فوتوالکتریک باید در محدوده معقولی کنترل شود. در عین حال، به منظور اطمینان از پایداری پرواز پهپاد، غلاف فوتوالکتریک باید موقعیت مناسب مرکز ثقل و طراحی آیرودینامیکی را تضمین کند.

2. ضد ضربه و ضد تداخل: غلاف فوتوالکتریک نیاز به مواجهه با محیط پیچیده هوا و بار دینامیکی دارد و این محیط ها با عملکرد غلاف فوتوالکتریک تداخل خواهند داشت. بنابراین، غلاف فوتوالکتریک باید دارای قابلیت ضد ضربه و ضد تداخل باشد تا عملکرد پایدار سنسور فوتوالکتریک را تضمین کند.

3. زوم درجه بندی شده: زوم درجه بندی شده یکی از عملکردهای مهم غلاف فوتوالکتریک است. زوم سلسله مراتبی می تواند توانایی نظارت، تشخیص و شناسایی غلاف فوتوالکتریک را بهبود بخشد و نظارت و شناسایی اهداف مختلف را تحقق بخشد.

4. سیستم کنترل غلاف فوتوالکتریک: سیستم کنترل غلاف فوتوالکتریک یک بخش کلیدی از کل غلاف فوتوالکتریک است که می تواند وظایف پایداری نگرش، کنترل زاویه، هدف گیری و گرفتن تصویر غلاف فوتوالکتریک را تحقق بخشد. بنابراین، سیستم کنترل غلاف فوتوالکتریک باید ویژگی های دقت بالا، سرعت بالا، قابلیت اطمینان و پایداری را داشته باشد.

سه، تحقق غلاف فوتوالکتریک

1. طراحی ضد ضربه

با توجه به محیط پیچیده هوا و بار دینامیکی غلاف فوتوالکتریک، اقدامات جذب شوک مکانیکی و اقدامات الکترونیکی ضد ارتعاش معمولا اتخاذ می شود. اقدامات میرایی مکانیکی عمدتاً شامل تعلیق میرایی، دستگاه جذب ارتعاش میرایی و غیره است. اقدامات الکترونیکی ضد لرزش عمدتاً شامل فناوری تثبیت‌کننده تصویر نرم‌افزاری، فناوری پردازش سیگنال دیجیتال و غیره است.

2. کنترل نگرش

کنترل نگرش غلاف فوتوالکتریک فناوری کلیدی برای درک محور نوری است که به جسم اشاره می کند. در حال حاضر، تکنیک های رایج کنترل نگرش در غلاف فوتوالکتریک عمدتاً شامل کنترل جهت مشاهده و کنترل تثبیت تصویر است.

3. طراحی نوری

طراحی نوری شامل ساختار نوری غلاف فوتوالکتریک و انتخاب و بهینه سازی حسگر فوتوالکتریک است. طراحی نوری غلاف فوتوالکتریک هسته کل سیستم و همچنین کلید تأثیرگذاری بر کیفیت تصویربرداری و عملکرد غلاف فوتوالکتریک است.

4. الگوریتم کنترل

الگوریتم کنترل غلاف فوتوالکتریک به دو نوع کنترل حلقه باز و کنترل حلقه بسته تقسیم می شود. کنترل حلقه باز یک روش کنترلی مبتنی بر پیش بینی وضعیت پرواز پهپاد است. روش اجرای آن نسبتاً ساده است، اما چون وضعیت واقعی نگرش بدن را در نظر نمی گیرد، نمی تواند الزامات کنترل با دقت بالا را برآورده کند. کنترل حلقه بسته یک الگوریتم کنترل بازخورد است. از طریق بازخورد اطلاعات زاویه بدنه از سنسور، وضعیت غلاف فوتوالکتریک و پهپاد را به دقت کنترل می‌کند تا به کنترل با دقت بالا دست یابد.

به طور خلاصه، غلاف فوتوالکتریک پهپاد یک تجهیزات پشتیبانی مهم برای پهپادها است و طراحی و اجرای آن نیاز به در نظر گرفتن الزامات و عوامل مختلفی دارد. در آینده، با توسعه بیشتر فناوری، غلاف های فوتوالکتریک حمل شده توسط پهپاد نقش مهمی را ایفا خواهند کرد.