為無人機部署準備的COTS技術

無人機 （UAV） 是收集情報、監(jiān)視和偵察 （ISR） 數(shù)據(jù)的重要元素。無人機攜帶有效載荷的光電傳感器以及激光，雷達或信號情報。這些傳感器產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過有限容量的數(shù)據(jù)鏈路安全地傳輸?shù)降孛?。地面上需要援助來識別和分類目標，以便無人機可以引導其傳感器并改變其飛行剖面以跟蹤感興趣的目標。無人機一直在使用并不斷發(fā)展，以檢測和應對新的威脅。運營商和集成商迫切需要通過 COTS 產(chǎn)品和相關使能技術提供更強大、經(jīng)過驗證的能力。

無人機要求

監(jiān)視無人機本質(zhì)上是一個無人傳感器平臺，具有完善的自主飛行控制，允許其起飛，遵循飛行計劃，避開障礙物和著陸，但任務自主性有限。尺寸、重量和功率（SWaP）參數(shù)可能非常關鍵，以至于COTS嵌入式計算標準可能不是有效載荷/傳感器處理鏈的首選。然而，由于保持戰(zhàn)術優(yōu)勢所需的快速設計周期，注入經(jīng)過驗證和可部署的支持技術（特別是基于COTS的技術）已成為一項必不可少的開發(fā)實踐。

傳感器加工鏈

典型的傳感器處理鏈中有許多元素：圖像穩(wěn)定、視頻壓縮、圖像處理、分析、跟蹤、分類和參與。電子穩(wěn)定功能可消除振動和大氣擾動的影響。通過視頻輸入和輸出連接，現(xiàn)在可以在不大于SD存儲卡的COTS模塊上完成圖像穩(wěn)定，用于最小的傳感器平臺或相機安裝本身。

視頻壓縮

空對地帶寬是一個關鍵問題。只有最大的無人機支持高帶寬衛(wèi)星顯示器，因為終端的重量和功率要求。然而，即使是中型無人機也攜帶多個傳感器，依靠數(shù)字無線電將視頻傳輸?shù)降孛娌筷?，以便立即進行戰(zhàn)術評估。為了保留帶寬，視頻流被壓縮，通常使用H.264來允許通過數(shù)據(jù)鏈路傳輸許多常規(guī)的30 Hz電視頻道。GE智能平臺的daq8580模塊是一個完整的壓縮子系統(tǒng)，集成在一個堅固的盒子中，支持兩個頻道的HDTV，或四個普通電視，以及一個與無線電設備的網(wǎng)絡連接。如圖1所示，它已經(jīng)被美國宇航局德萊頓飛行研究中心（DFRC）用于大氣研究。

增強的任務自主性

處理鏈的某些部分在無人機上，但許多部分 - 例如圖像處理，分析或分類 - 都是基于地面的，因此受到鏈路帶寬，人力資源，安全和軍事學說的限制;這可能導致任務關鍵型控制回路時間從幾秒鐘到幾小時不等。減少這種延遲以在沒有地面輔助的情況下識別、分類和跟蹤來自多個傳感器的多個目標，需要大幅提高板載計算能力，例如新一代眾核處理器提供的計算能力。使用這些器件的集成式多傳感器視覺系統(tǒng)封裝在 3U VPX （VITA 46） 模塊上，能夠實時分析傳入的視頻流，通過將處理后的目標數(shù)據(jù)發(fā)送到地面進行進一步分析和分類來節(jié)省空對地帶寬。下一代眾核處理器將以最少的人在環(huán)干預，實現(xiàn)自主任務和目標參與的目標，更接近實現(xiàn)。

提高耐力

另一個目標是通過加油機或無人機到無人機的飛行加油來延長任務持續(xù)時間。使用COTS模塊演示了使用一對相機的獨特，可部署的3D視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)將自動駕駛無人機并與加油機器人接合，保持其位置直到加油完成。

定制包裝

堅固耐用的開放式系統(tǒng)嵌入式計算供應商正在通過互補的產(chǎn)品線和技術擴展其產(chǎn)品組合，以滿足許多新的應用利基市場。這些不一定基于VPX等開放標準，因為這并不總是適合小型，輕型，獨立的無人機子系統(tǒng)。無人機ISR市場的快速發(fā)展，廣泛的網(wǎng)絡連接以及SWaP的需求正在推動基于COTS的新技術的創(chuàng)造，這些技術具有根據(jù)其預期部署的平臺量身定制的各種封裝選項。

審核編輯：郭婷