3.2.5 UAV Sensor and Technology Dev

3.2.5 UAV Sensor and Technology Developments
Currently some practical and operational limitations limit developments in UAV capability. The mostnimportant is probably the weight of higher resolution sensors in relation to the payload capacity.
This is particularly relevant for the smaller platforms since electro-optical infrared sensors are
generally 10-30% of payload weight and less than 5% the vehicle weight. Other constraints are
related to camera optics and aperture, survivability, and data recording. Newer cameras can
produce more data, but do also have more electronics that require more power and produce more
heat. Gimbals and payload compartments are also increasingly thermally challenged. Although many
applications using small UAV platforms make use of standard off-the-shelf technology, increasing
demand for better imaging systems might result in UAVs with a larger payload capability. As an
alternative, recent technological developments encourage high expectations on the miniaturization
of sensors and on higher power capacity of batteries.
UAV sensor designers are now pushing into uncharted technological territory as they increasingly
consider extreme design tradeoffs to improve sensor performance whilst also attempting to reduce
size, weight, and power consumption. Not only is there a demand for ever-smaller, lighter, and less
expensive electro-optical payloads, but demand for capability is also increasing. As electro-optical
and electronic component technology becomes smaller, lighter, and more affordable, so payload
designers sometimes have the option of choosing between smaller size and weight, or more
capability. Sometimes they strive to do both, and this will present some interesting possibilities in
design tradeoffs.
Today, the UAV platform is setting the agenda for unmanned electro-optical sensor payloads. At the
top of that UAV agenda is a broad trend towards growing numbers of relatively small UAVs that can
provide local-area and short-duration surveillance. Size and weight are crucial, because for these
small UAVs one gram of payload weight can translate into 10 minutes worth of power to operate.
Many UAV systems that are suited to specialised applications are therefore increasingly customdesigned.

An obvious approach to addressing the size-and-weight problem is to combine several different
electro-optical sensors into one integrated payload. Some of today's electro-optical payloads
combine a daylight video camera, laser rangefinder, and one or more kinds of infrared or
multispectral imaging sensors. As an example HoodTech (www.hoodtech.com) has been able to
combine midwave IR sensor, daylight video camera, and laser rangefinder into a single payload that
weighs about 1.2 kg.
One of the most crucial, yet largely ignored requirements for electro-optical payloads in small UAVs
is the ability to keep the sensor stable enough whilst in flight to provide usable video and images.
The smaller the UAV, the more influence any gust of wind can have on the sensor's ability to focus
on areas of interest. Historically, stabilization technology has been a problem to address – the
solutions being heavy, expensive, and power-demanding. Yet, despite perceived drawbacks for use
on small UAVs, sensor payload designers are focusing on the use of stabilization technology, not only
to improve performance, but also to address size and weight.
Payload engineers are faced with highly technical demands, like delivering very narrow field-of-view
images, on-board image processing, video compression, multi-spectral simultaneous imaging, and

Kết quả (Việt) 2:

3.2.5 UAV Sensor và Công nghệ Developments
Hiện nay một số giới hạn thực tế và hoạt động hạn chế sự phát triển trong khả năng UAV. Các mostnimportant có lẽ là trọng lượng của cảm biến có độ phân giải cao hơn so với tải trọng.
Điều này đặc biệt có liên quan cho các nền tảng nhỏ hơn vì cảm biến hồng ngoại quang điện là
thường 10-30% trọng lượng và trọng tải dưới 5% trọng lượng xe. Những khó khăn khác được
liên quan đến máy ảnh quang học và độ mở ống kính, khả năng sống sót, và ghi dữ liệu. Máy ảnh mới hơn có thể
sản xuất nhiều dữ liệu hơn, nhưng cũng có nhiều thiết bị điện tử đòi hỏi nhiều năng lượng hơn và tạo ra nhiều
nhiệt. Tấm ván giữ thăng bằng và ngăn payload cũng đang ngày càng nhiệt thách thức. Mặc dù nhiều
ứng dụng sử dụng nền tảng UAV nhỏ làm cho việc sử dụng các tiêu chuẩn công nghệ off-the-shelf, tăng
nhu cầu đối với hệ thống hình ảnh tốt hơn có thể dẫn đến các UAV với một khả năng tải trọng lớn hơn. Là một
thay thế, phát triển công nghệ gần đây khuyến khích những kỳ vọng cao vào thu nhỏ kích thước
của cảm biến và công suất điện cao hơn của pin.
Thiết kế cảm biến UAV đang đẩy vào lãnh thổ công nghệ thám hiểm như họ ngày càng
cân nhắc đánh đổi thiết kế cực để cải thiện hiệu suất cảm biến trong khi cũng cố gắng để làm giảm
kích thước , trọng lượng và điện năng tiêu thụ. Không chỉ là có một nhu cầu ngày càng nhỏ hơn, nhẹ hơn và ít
trọng tải electro-quang đắt tiền, nhưng nhu cầu về năng lực cũng tăng lên. Như electro-quang
và công nghệ thành phần điện tử trở nên nhỏ hơn, nhẹ hơn và giá cả phải chăng hơn, do đó tải trọng
thiết kế đôi khi có thể chọn lựa chọn giữa kích thước nhỏ và trọng lượng, hoặc nhiều
khả năng. Đôi khi họ cố gắng để làm cả hai, và điều này sẽ trình bày một số khả năng thú vị trong
sự đánh đổi thiết kế.
Hôm nay, các nền tảng UAV là thiết lập các chương trình nghị sự cho người lái cảm biến trọng tải electro-quang. Vào
đầu đó chương trình UAV là một xu hướng đang phát triển rộng số của UAV tương đối nhỏ có thể
cung cấp cho khu vực địa phương và giám sát trong thời gian ngắn. Kích thước và trọng lượng là rất quan trọng, bởi vì đối với các
UAV nhỏ một gram trọng lượng tải trọng có thể dịch thành 10 phút có giá trị năng lượng để hoạt động.
Nhiều hệ thống UAV được phù hợp với các ứng dụng chuyên ngành do đó ngày càng customdesigned. Một cách tiếp cận rõ ràng để giải quyết các kích thước và -Trọng vấn đề là kết hợp khác nhau cảm biến quang điện vào một tải trọng tích hợp. Một số trọng tải electro-quang ngày nay kết hợp một máy ảnh ánh sáng ban ngày video, máy đo khoảng cách laser, và một hoặc nhiều loại hồng ngoại hoặc bộ cảm biến hình ảnh đa phổ. Như một ví dụ HoodTech (www.hoodtech.com) đã có thể kết hợp bộ cảm biến midwave IR, máy quay video ánh sáng ban ngày, và máy đo khoảng cách laser vào một tải trọng duy nhất mà chỉ nặng khoảng 1,2 kg. Một trong những yêu cầu quan trọng nhất, nhưng vẫn làm ngơ cho electro- trọng tải quang trong UAV nhỏ là khả năng để giữ cho các bộ cảm biến ổn định, đủ trong khi bay để cung cấp video và hình ảnh có thể sử dụng. Các nhỏ hơn UAV, ảnh hưởng nhiều hơn bất kỳ cơn gió có thể có trên khả năng của cảm biến để tập trung vào các lĩnh vực quan tâm. Về mặt lịch sử, công nghệ ổn định đã là một vấn đề để giải quyết - các giải pháp là nặng nề, tốn kém, và quyền lực đòi hỏi. Tuy nhiên, bất chấp những hạn chế nhận thức để sử dụng trên các UAV nhỏ, thiết kế cảm biến tải trọng đang tập trung vào việc sử dụng các công nghệ ổn định, không chỉ để cải thiện hiệu suất, mà còn để giải quyết các kích thước và trọng lượng. Kỹ sư Payload đang phải đối mặt với yêu cầu kỹ thuật cao, như cung cấp rất hẹp trường-of-view hình ảnh, on-board xử lý hình ảnh, nén video, hình ảnh đồng thời đa quang phổ, và