По мере развития экономики полетов на малых высотах, подпитываемой беспилотниками, логистическими самолетами, автономными инспекционными платформами и новыми авиационными услугами, одна задача незаметно определяет, насколько далеко сможет продвинуться отрасль: безопасное и надежное зондирование вблизи земли.

Полёт на малой высоте кажется простым. В действительности же это самая сложная среда в авиации. Ландшафт быстро меняется. Линии электропередач появляются внезапно и неожиданно. Погода меняется каждые несколько минут. Видимость неожиданно снижается. Традиционные датчики страдают от нестабильности. Регуляторы требуют более высокого уровня надежности.

Именно поэтому миллиметровый радар (mmWave) быстро становится основной технологией обнаружения для полетов на малых высотах. Он обеспечивает то, чего отрасли долгое время не удавалось достичь: стабильное, основанное на законах физики обнаружение в несовершенных условиях реального мира.

1. Низковысотные условия суровы, и радары в них особенно эффективны.

Дроны сталкиваются с самыми непредсказуемыми сочетаниями препятствий и факторов окружающей среды на высоте до 120 метров:

• Дождь, туман и дымка

• Пыль, образующаяся в результате строительства и сельского хозяйства.

• Растительность густая.

• Городские постройки загромождены.

• Линии электропередач, ветки деревьев, краны и кабели.

В структурированных, чистых условиях оптические датчики, такие как системы машинного зрения и лидары, демонстрируют превосходные результаты. Однако в условиях малых высот чистота встречается редко.

Радар миллиметрового диапазона работает независимо от света, текстуры, цвета и погодных условий, что обеспечивает стабильное обнаружение даже при видимости, близкой к нулю. Это физическое преимущество лежит в основе его растущего значения.

2. Радар обеспечивает такой тип восприятия, который недоступен другим датчикам.

Радар миллиметрового диапазона обеспечивает:

• Диапазон расстояний.

• Информация об угле

• Относительная скорость

• Признаки движения и микроперемещения

• Проникновение сквозь туман, пыль и растительность.

Это значит, что дрон делает больше, чем просто «видит».
Оно понимает, что:

• Что перемещается:

• Как быстро оно движется.

• Приближается ли объект

• стабильна или динамична окружающая среда

Это обеспечивает более надежное восприятие рисков, что крайне важно для автономной или полуавтономной работы беспилотных летательных аппаратов.

3. Датчик, разработанный для работы за пределами прямой видимости и в соответствии с нормативными требованиями.

Развитие экономики полетов на малых высотах в значительной степени зависит от разрешений на полеты за пределами прямой видимости (BVLOS). Регуляторы безопасности по всему миру задают один и тот же вопрос в различных вариациях.

«Если оператор не видит дрон, как же дрон видит мир?»

Камеры плохо работают в условиях недостаточного освещения или тумана.
Дождь, снег и частицы, переносимые по воздуху, — все это ухудшает работу лидара.

Даже когда все остальные методы не соответствуют требованиям обнаружения и предотвращения столкновений, радар обеспечивает надежную базовую оценку.

По мере того как Индия, США, Европа и Юго-Восточная Азия ускоряют разработку рамок для полетов за пределами прямой видимости, миллиметровые радиолокационные станции становятся ключевой технологией, особенно для:

• Дистанционные проверки

• Мониторинг электросети и трубопроводов.

• Логистический коридор

• Маршруты доставки медицинских товаров

• Пути реагирования на чрезвычайные ситуации

4. Радар миллиметрового диапазона повышает устойчивость автономного полета.

Даже в условиях переменчивой погоды полеты на малой высоте требуют точного контроля высоты и осведомленности о препятствиях.

Радар миллиметрового диапазона улучшает следующие характеристики:

✔ Способен поддерживать высоту

Даже при прохождении над отражающими поверхностями, водой, растительностью или неровной местностью, измерение дальности остается постоянным.

✔ Методы избегания препятствий

Обнаружение проводов, столбов, веток и движущихся целей на разумных расстояниях.

✔ Спланируйте свой маршрут

Непрерывное зондирование используется при выполнении динамических маневров на сложном рельефе местности.

✔ Избыточный

Резервный уровень защиты, основанный на радаре, обеспечивает защиту от отказов отдельных датчиков.

Именно поэтому многие платформы БПЛА следующего поколения используют гибридные сенсорные архитектуры, сочетающие в себе радар, систему машинного зрения и лидар. Каждый датчик заполняет свой пробел.

5. Области применения, в которых радар играет наибольшую роль.

Экономичность полетов на малых высотах основана на реальной работе — задачах, требующих воздействия непредсказуемых условий. Радар миллиметрового диапазона значительно повышает надежность в следующих областях:

• Осмотр линий электропередач (обнаружение тонких предметов)

• Патрулирование нефте- и газопроводов

• Картирование городов и сбор данных в трех измерениях.

• Наблюдение за сельскохозяйственной деятельностью на пыльных полях

• Автоматизация воздушных операций на складах и заводах.

• Поисково-спасательные операции в условиях плохой видимости.

• Операции в портах, на горнодобывающих предприятиях и промышленных объектах.

В сложных условиях радар становится не просто желательным, а необходимым элементом оборудования.

6. Радар дополняет, но не заменяет другие датчики.

Распространенное заблуждение заключается в том, что радар является заменой камерам или лидарам. В действительности же...

• Зрение обеспечивает не только текстурирование, но и классификацию.

• Технология LiDAR позволяет создавать трехмерные облака точек высокого разрешения.

• Радар обеспечивает обнаружение движения и надежность в любых погодных условиях.

Наиболее эффективные БПЛА сочетают в себе все три компонента.
Именно эта гибридная архитектура позволяет создавать по-настоящему масштабируемые сервисы для работы на малых высотах.

Заключение: Сенсорный слой, разработанный для будущего полетов на малых высотах.

Рост экономики полетов на малых высотах зависит не только от конструкции самолетов, батарей и алгоритмов управления полетом. Все зависит от доверия — доверия к тому, что дроны могут безопасно, независимо и предсказуемо летать на малых высотах в реальном мире.

Радар миллиметрового диапазона отвечает этому требованию следующим образом:

• Стабильность независимо от погоды

• проникновение через сложные условия.

• Понимание движения и скорости

• Восприятие, позволяющее осуществлять полеты за пределами прямой видимости (BVLOS).

• Надежное обнаружение в ситуациях, когда оптические датчики выходят из строя.

По мере того как страны ускоряют интеграцию БПЛА в повседневную жизнь — от логистики до инспекций — вопрос о том, будут ли дроны использовать радары миллиметрового диапазона, становится менее актуальным.
Это зависит от того, насколько быстро беспилотные летательные аппараты, оснащенные радарами, станут отраслевым стандартом.

Часто задаваемые вопросы

1. Каково значение миллиметрового радара для полетов беспилотных летательных аппаратов на малых высотах?

Он надежно работает в условиях тумана, дождя, пыли и плохой видимости, что обеспечивает более безопасные полеты в случае отказа оптических датчиков.

2. Чем радар отличается от визуального распознавания и лидара?

Радар определяет все погодные условия и обеспечивает информацию о скорости, тогда как система машинного зрения предоставляет информацию о текстуре местности, а лидар — подробные трехмерные карты. Они дополняют друг друга.

3. Поддерживает ли радар миллиметрового диапазона сертификацию BVLOS (пролет за пределами прямой видимости)?

Да. По мнению регулирующих органов, радар приобретает все большее значение для систем обнаружения и предотвращения столкновений, используемых в полетах за пределами прямой видимости.

4. Работает ли радар в ночное время?

Да. Окружающий свет не влияет на работу датчика миллиметровых волн.

5. Может ли радар обнаруживать тонкие объекты, такие как провода?

Радары высокого разрешения способны обнаруживать кабели, ветви деревьев и другие тонкие препятствия с достаточно большого расстояния.

6. Заменит ли радар в конечном итоге лидары и камеры?

Нет. Это улучшает их характеристики. Самые надежные дроны используют гибридные датчики.

7. Подходит ли радар для легких беспилотных летательных аппаратов?

Современные радиолокационные модули, отличающиеся компактностью и малым весом, могут быть полезны для мультироторных и небольших беспилотных летательных аппаратов с неподвижным крылом.