دراین مقاله قصد داریم در مورد پهپادها، روش کار و فناوری‌های جدیدی که در آن به کار گرفته شده است؛ حرف بزنیم. به منظور معرفی این فناوری‌ها به بررسی پهپاد DJI Phantom پرداختیم.
به گزارش کالاسودا و به نقل از dronezon، به لطف نوآوری جدید و سرمایه گذاری کلان، فناوری‌های به کار گرفته شده در پهپادها هر روز کامل‌تر از قبل شده و هر چند ماه یکبار یک مدل جدید از آن وارد بازار می‌شود.
علاوه بر این، در این مطلب در مورد فناوری‌های پهپادها، که با نام (UAV (Unmanned Aerial Vehicle یعنی پرنده های بدون سرنشین نیز شناخته شده‌اند؛ و همچنین محبوب‌ترین پهپادهای جهان صحبت خواهیم کرد؛ بیشتر پهپادها از سیستم‌های بسیار مشابهی استفاده می‌کنند
در نهایت آخرین لیست پهپادهای برتر دنیا که در حال حاضر در بازار در دسترس هستند؛ را به شما معرفی می‌کنیم.
یکی از محبوب‌ترین پهپادهای موجود در بازار، سری DJI Phantom است؛ سینماگرهای حرفه‌ای اغلب از این پهپاد حرفه‌ای استفاده می‌کنند. در این مقاله از این پهپاد برای توضیح فناوری‌های به کار گرفته شده در صنعت پهپادها استفاده خواهیم کرد.
پهپادها چگونه کار می‌کنند؟
یک پهپاد معمولی از مواد کامپوزیتی سبک ساخته شده تا هم وزن آن کمتر باشد و هم قدرت مانور بیشتری داشته باشد. با این طراحی پهپاد می‌تواند در ارتفاعات بالاتر و با سرعت بیشتری حرکت کند. این مواد لرزش‌ها را جذب کرده و صدای تولید شده را کاهش می‌دهند.
علاوه بر این پهپادها مجهز به فناوری‌های پیشرفته مانند دوربین‌های مادون قرمز، GPS و لیزر هستند. پهپادها توسط سیستم‌های کنترل زمینی از راه دور (GSC) کنترل می‌شوند.
سیستم پهپاد دارای دو بخش است: بدنه‌ی پهپاد و سیستم کنترل.
دماغه پهپاد قسمتی است که بیشتر سنسورها و سیستم‌های ناوبری در آن تعبیه شده است. بقیه قسمت‌های بدنه با فناوری‌های دیگر پر شده‌اند و فضایی برای اسکان انسان وجود ندارد.
همه چیز در مورد فناوری‌های جدید پهپادها
در این مطلب فناوری‌ها و نوآوری‌های موجود در پهپاد DJI Phantom را بررسی می‌کنیم و در نهایت اطلاعات جدیدی در مورد آخرین فناوری‌های پهپادها موجود در بازار را معرفی خواهیم کرد.
انواع پهپادها و اندازه‌ی آن‌ها
پهپادها در ابعاد بسیار متنوعی تولید می‌شوند که بزرگ‌ترین آن‌ها برای اهداف نظامی است؛ مانند پهپاد Predator. نوع دیگر پهپادها برای پوشش قسمت‌هایی از شهر، نقشه برداری جغرافیایی یا مبارزه با شکار غیرقانونی حیوانات استفاده می‌شوند.
پهپادها VTOL
نوع دیگر پهپادها، به عنوان پهپادها VTOL شناخته می‌شوند. این‌ها به طور کلی کواد کوپتر هستند. پهپادها VTOL می‌توانند به صورت عمودی بلند شده و اوج بگیرند و پرواز کنند؛ معلق شوند و فرود آیند.
موقعیت یابی و بازگشت به خانه
جدیدترین پهپادها دارای سیستم‌های ماهواره‌ای جهانی ناوبری دوگانه (GNSS) مانند GPS و GLONASS هستند.
پهپادها می‌توانند در هر دو حالت GNSS و غیر ماهواره‌ای پرواز کنند. به عنوان مثال، پهپادها DJI می‌توانند در حالت P-Mode (GPS و GLONASS) یا ATTI پرواز کنند؛ که در این حالت‌ها از GPS استفاده نمی‌شود.
ناوبری با دقت پهپادها حین پرواز بسیار اهمیت دارد؛ و این اهمیت در شرایطی مانند ایجاد نقشه‌های سه بعدی، نقشه برداری از چشم انداز و مأموریت‌های SAR (جستجو و نجات) بسیار زیادتر است.
هنگامی که کوادکوپتر برای اولین بار روشن می‌شود، ماهواره‌های GNSS را جستجو کرده و شناسایی می‌کند. سیستم‌های جدید GNSS از فناوری Satellite Constellation استفاده می‌کنند. این فناوری گروهی از ماهواره‌ها را نشان می‌دهد که یک پوشش هماهنگ و هم زمان دارند.
کنترلر از راه دور پهپاد GNSS در زمین
فناوری رادار می‌تواند بخش‌های زیر را روی صفحه نمایش کنترلر از راه دور نشان دهد.
- سیگنالی که نشان می‌دهد ماهواره GNSS، پهپاد را شناسایی کرده و پهپاد آماده پرواز است.
- نمایش موقعیت فعلی پهپاد
- ثبت موقعیت جغرافیایی خانه برای ویژگی ایمنی “بازگشت به خانه”.
فناوری بازگشت به خانه
بیشتر پهپادهای جدید دارای 3 نوع فناوری بازگشت به خانه هستند که در این قسمت به آن می‌پردازیم:
- خلبان با فشار دادن دکمه کنترلر از راه دور، پهپاد را به سمت مبدأ باز می‌گرداند.
- با کم شدن شارژ باتری، پهپاد به طور خودکار به مبدأ اصلی باز می‌گردد.
- از دست دادن ارتباط بین پهپاد و کنترلر از راه دور، پهپاد را به طور خودکار مجبور به بازگشت می‌کند.
جدیدترین فناوری Mavic Air 2 قادر است موانع را هنگام بازگشت خودکار به خانه رفع کند.
فناوری تشخیص و جلوگیری از برخورد با موانع
جدیدترین پهپادها با تکنولوژی پیشرفته به سنسورهای تشخیص موانع مجهز شده‌اند. این سنسورها برای اسکن محیط استفاده می‌شوند. فناوری SLAM تصاویر را به صورت نقشه‌های سه بعدی در اختیار پهپاد قرار می‌دهد و با استفاده از سنسورها مانع برخورد با موانع می‌شود. سنسورهایی شامل:
- سنسور دید
- التراسونیک
- فرو سرخ
- لیدار
- سنسور زمان پرواز (ToF)
- چشمی
DJI Mavic 2 Pro و Mavic 2 Zoom از 6 طرف دارای سنسور تشخیص مانع هستند. Mavic 2 از دو سنسور دید و مادون قرمز استفاده می‌کند.
سیستم سنجش مانع DJI Mavic 2 برتر است. Mavic 2 اشیا را تشخیص داده و سپس در اطراف موانع پرواز می‌کند. هنگام پرواز به عقب نیز می‌تواند از این قابلیت بهره ببرد.
این فناوری در پهپادها DJI Mavic 2 و Mavic Air با نام APAS (Advanced Pilot Assist System) شناخته می‌شود.
تثبیت کننده ژیروسکوپ، IMU و کنترلر پرواز
فناوری تثبیت کننده ژیروسکوپ؛ باعث می‌شود پهپاد روان و بدون لرزش پرواز کند. واحد اندازه گیری اینرسی (IMU) با تشخیص میزان شتاب با استفاده از یک یا چند شتاب سنج کار می‌کند.
فناوری پیشرانه پهپاد
سیستم پیشرانه که شامل موتورها، کنترل کننده‌های الکترونیکی سرعت و پروانه‌ها است؛ به حرکت پرواز در جهت‌های مختلف کمک می‌کنند. در پهپادها موتورها و پروانه‌ها به صورت جفت کار می‌کنند و 2 موتور / پروانه که در جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخند (پروانه‌های CW) و 2 موتور و پروانه در حال چرخش در جهت خلاف عقربه‌های ساعت (پروانه‌های CCW) هستند.
کنترل کننده‌های سرعت به موتورهای پهپادها اطلاعات مربوط به سرعت و زمان ترمز را ارائه می‌دهند و بر کار موتورها نظارت دارند.
پارامترهای تله متری در کنترل از راه دور پهپاد
بیشتر پهپادها دارای یک کنترلر زمینی (GSC) یا یک برنامه تلفن هوشمند هستند که به شما امکان می‌دهد پهپاد را کنترل کرده و ردیابی کنید. داده‌های تله متری که در کنترل از راه دور نشان داده می‌شوند، شامل محدوده پهپاد، ارتفاع، سرعت، قدرت GNSS، باتری و هشدارها هستند.
بسیاری از کنترل کننده‌های زمینی پهپاد از FPV (نمای اول شخص) استفاده می‌کنند که ویدئوی را از چشم پهپاد به کنترل کننده یا دستگاه تلفن همراه منتقل می‌کند.
به منظور افزایش ایمنی پرواز و جلوگیری از حوادث در مناظق ممنوع، جدیدترین پهپادها از DJI و ویژگی “No Fly Zone” بهره می‌برند.
مناطق پرواز ممنوع توسط سازمان هواپیمایی فدرال (FAA) طبقه بندی می‌شوند. تولیدکنندگان می‌توانند با استفاده از به روزرسانی های UAV، آن را برنامه ریزی کنند..
قطب نما داخلی و عملکرد ایمنی در زمان خطا
قطب نما داخلی به پهپاد و سیستم کنترل از راه دور اجازه می‌دهد تا موقعیت پرواز خود را دقیقاً بداند. در صورت قطع اتصال، می‌توان یک نقطه اصلی را تنظیم کرد و این مکانی است که پهپاد به آن نقطه برمی گردد. این فناوری به عنوان “عملکرد ایمن در برابر خطا” شناخته می‌شود.
انتقال ویدیوی زنده FPV
FPV به معنای “نمای اول شخص” است. یک دوربین فیلمبرداری بر روی پهپاد نصب شده و این دوربین، ویدئوی لایو را به خلبان روی زمین نشان می‌دهد. نمای اول شخص اجازه می‌دهد تا پرواز دقیق‌تری داشته باشید به خصوص در اطراف موانع؛ امکان خطا کاهش می‌یابد.
تکنولوژی FPV از سیگنال رادیویی برای انتقال و دریافت فیلم لایو استفاده می‌کند.
DJI Mavic 2 دارای برد ویدئوی لایو FPV به اندازه‌ی 8 کیلومتر و با کیفیت 1080p است.
پهپادهای قدیمی‌تر مانند DJI Mavic و Phantom 4 Pro می‌توانند ویدیوی لایو را تا 4.3 مایل (7 کیلومتر) انتقال دهند.
سیستم عامل و پورت دستیار پرواز
سیستم کنترل پرواز از طریق کابل میکرو USB به یک کامپیوتر به عنوان دستیار متصل است. این قسمت برای تنظیم بهتر پهپاد و نرم افزارهای آن به کار گرفته می‌شود.
تولیدکنندگان پهپادها برای رفع اشکالات و اضافه کردن ویژگی‌های جدید به پهپاد، واحد کنترلر از راه دور، نرم افزار و سیستم عامل جدید طراحی می‌کنند.
نشانگرهای LED پرواز
این LED ها به رنگ سبز، زرد یا قرمز در جلو و عقب پهپاد قرار می‌گیرند. همه پهپادها دارای یک دفترچه راهنما هستند که در آن معنی هر نوع LED چشمک زن توضیح داده شده است.
{ادامه دارد}
لینک کوتاه:
