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Sky-Watch公司将FLIR Quark? 640长波红外热传感器安装在小型无人机上

Sky-Watch为军事、执法安全、消防与搜救应用设计并生产四旋翼无人机。Sky-Watch总部设在丹麦,该公司将FLIR Quark TM640长波红外热传感器安装在其Huginn X1无人机上,为客户带来热视觉选项。X1的设计初衷是管理单一荷载。但是,由于Quark热传感器尺寸紧凑,Sky-Watch能够设计一个双荷载版本,可同时运行一个Quark热像仪机芯和一个可见光谱相机。必要性是创造之本。

Sky-Watch为军事、执法安全、消防与搜救应用设计并生产四旋翼无人机。Sky-Watch总部设在丹麦,该公司将FLIR Quark TM640长波红外热传感器安装在其Huginn X1无人机上,为客户带来热视觉选项。X1的设计初衷是管理单一荷载。但是,由于Quark热传感器尺寸紧凑,Sky-Watch能够设计一个双荷载版本,可同时运行一个Quark热像仪机芯和一个可见光谱相机。必要性是创造之本。

寻找合适的热像仪机芯

Sky-Watch的主要客户致力于应急管理,包括消防队、警察、安防、搜救等。其不同客户都有着相同之处,即需要夜视,以便于寻找失踪或伪装人员。夜视仪对他们而言太过笨重。Sky-Watch业务发展经理Michael Messerschmidt表示:“除此之外,对基地保护和宅院保护而言,如果想要看清鬼鬼祟祟的藏匿之人,热像仪是个更好的选择。”

Sky-Watch为找到一款用于X1无人机上的合适热像仪寻遍整个国际市场。他们调查了德国、英国、印度、中国与美国的各个公司,    这些公司都声称有能满足他们需求的小型热像仪机芯,然而它们在尺寸上均无法与最小的机芯FLIR Tau®比拟。事实上,Sky-Watch在了解Quark之前曾考虑过Tau640热像仪机芯。

Messerschmidt表示:“Tau640机芯的优越性毋庸置疑。而我们选用Quark是因为其尺寸与波形因数更契合我们的需要。Quark拥有一个良好的旋转中心;由于我们的热像仪是前置安装式,因此推荐使用Quark更合适。由于Quark很小,我们可以并排放置一个白光摄像机和一个热像仪,确保双传感器功能,这在这种小平台上是独一无二的。”

集成Quark传感器的Huginn X1无人机

Sky-Watch敲定Quark传感器为其热有效荷载后,他们迎来了一系列挑战,即如何将该传感器机芯集成到其系统上。首先,他们起初自主设计了为机芯与视频流提供电源的接口板。然而,他们的设计噪音太大,于是另辟蹊径,选择了FLIR专为Quark设计的VPC接口板,并发现运行良好。

第二大挑战是校准,或平面场校正(FFC)。平面场校正能维持更加统一的热图像,因此十分必要。由于Quark没有快门挡板,因此必须使用外部参考源实施平面场校正。Sky-Watch通过在Quark上开发一个向内倾斜面向平面场的方位/俯仰云台系统,使这一技术难题迎刃而解。该装置将平面场校正指令发给Quark,从而校正图像。最初,Quark无论是否接通电源都会自动校准,但现在,X1无人机操作员可在用户接口随时启动平面场校正功能。例如,该功能在Sky-Watch的消防队客户应用中最为必不可少。Messerschmidt表示:“随着无人机靠近火灾现场,温度逐渐升高,这时我们让客户校准新的环境,以便优化输出,也有助于客户做出更有据可循的决定。”

Sky-Watch一把插头插入Quark VPC,就能生成操作热像仪的所有控制和软件。在地面站上,操作员可使用用户接口控制一英里以外的X1无人机。

控制特征包括:

通过地面站点的计算机现场反馈录像

起飞前,在飞行路线上指定一条航点路线与多个兴趣点   

根据直播视频反馈给予实时指导

控制:如果想仔细查看出现在操作员显示屏右角处的一座建筑,只需简单点击该建筑,热像仪就会自动聚焦该建筑。

单一有效荷载的飞行时间为23到24分钟;而双有效荷载的飞行时间降至21分钟左右。

最后,Sky-Watch通过为X1无人机设计一个前置安装的有效荷载,为Quark添加了另一层保护。许多小型无人机都是在机身底部安装有效荷载。当机身底部安装有效荷载的无人机重击着陆或坠机时,有效荷载损坏的风险性增加。同时,当X1无人机着陆时,Quark自动由面向地面转为面向上空,以保护镜头免遭损坏。

上市

小型无人机市场还处于孕育阶段,但已有成百上千的四旋翼系统面世。然而,由于设计要求极其严格,竞争只局限在国防与安全应用领域。 

Quark为Sky-Watch带来了竞争优势,因为Quark能延长飞行时间。就大小而言,X1无人机是重量低于1.5kg(3.3 lbs.)的唯一平台,并具备双传感器功能。这是X1无人机的主要卖点,Messerschmidt时刻推崇Quark上市的另一个原因是它能执行试飞。

“我想说,一年前,不管是双荷载还是单一荷载,我们都有60%的订单选择Quark。这就是客户所需;客户需要这种热功能,要求我们马上报价。”

结论

Sky-Watch在其Huginn X1四旋翼无人机中集成了一个Quark 640长波红外热传感器,并发现他们的这种无人机在市场上供不应求。该无人机集紧凑型尺寸、性能与热功能于一体,在小型无人机市场上出类拔萃。

Sky-Watch与FLIR携手合作一同集成Quak,尽可能快地将其投入运作。据Messerschmidt表示:“我们欣然愿意开展合作。Quak是一款不错的产品。我们所收到的所有反馈都非常积极。”

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