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[科普中国]-成像任务载荷

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成像任务载荷是指获取图像的光电、雷达等机载成像设备,光电载荷是装备最早、应用最早的无人机任务设备,成像激光雷达作为一种主动成像技术具有较好的应用前景。

定义获取图像的光电、雷达等机载成像设备。

任务载荷任务载荷,是指那些装备到无人机上为完成任务的设备,包括执行电子战、侦察和武器运输等任务所需的设备,如:信号发射机、传感器等;但不包括飞行控制设备、数据链路和燃油等。无人机的任务载荷的快速发展极大地扩展了无人机的应用领域,无人机根据其功能和类型的不同,其上装备的任务载荷也不同。

任务载荷是战术无人侦察机的关键部分,不仅在重量上占无人机全重较大比重,而且也在成本上占据了无人机成本的大部分。以高性能、高成本的美军“全球鹰”、“捕食者”无人侦察机为例,其任务载荷的成本分别占其总成本的1/4和1/2,对于结构相对简单、造价更加低廉的战术无人机来说,这一比例不会低于以上数字。1

相关研究光电载荷是装备最早、应用最早的无人机任务设备,在国内外都已形成产品系列。常规光电载荷以可见光或红外被动探测、二维成像为主,有的虽增加了激光测距功能,但不能提供高分辨率目标三维图像,而且进一步提升探测距离受目标和背景辐射强度所局限。

成像激光雷达作为一种主动成像技术,受光照条件和目标背景反差特性影响较小,可在低照度和复杂背景下获取目标的三维信息,实现三维成像,且相对于微波成像雷达具有空间分辨率高、抗干扰能力强、不受地面杂波影响及成像实时性好、图像直观等优点,还具有探测隐身目标的潜力。如用于无人机载,则可在复杂环境侦察、测绘和海洋、国土资源勘探等军用民用领域替代有人机执行任务,并能长时间作业,具有较好的应用前景。

国内外对许多不同类型的成像激光雷达开展了研究工作,并在机载领域形成了大量的研究成果。然而在无人机载领域技术和应用研究并不充分,也许是受技术成熟度的限制和出于对飞行安全风险控制的考虑。可以预见,随着成像激光雷达以及无人机平台日益走向成熟,以成像激光雷达作为任务载荷应用于无人机系统领域将成为一种发展趋势,相关研发工作将越来越受到重视。2

本词条内容贡献者为:

尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学