《電子技術應用》
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基于紫外特性的無人機著艦服務保障研究
電子技術應用
張海營,楊輝,韋成
中國電子科技集團公司第二十七研究所
摘要: 基于無人機售后服務中著艦保障的實際需求,開展利用日盲波段紫外探測器支持無人機售后維護保障的技術研究。通過紫外波段大氣傳輸特性分析、紫外探測系統(tǒng)設計、紫外合作信標點設計及 P4P 攝影測量算法試驗驗證,為無人機售后保障中著艦性能評估、故障排查及維護效果驗證提供技術支撐,驗證了該技術在無人機售后服務中保障著艦可靠性的可行性和合理性。
中圖分類號:V279.1 文獻標志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257071
中文引用格式: 張海營,楊輝,韋成. 基于紫外特性的無人機著艦服務保障研究[J]. 電子技術應用,2025,51(12):27-31.
英文引用格式: Zhang Haiying,Yang Hui,Wei Cheng. Research on UAV carrier landing service guarantee based on ultraviolet characteristics[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(12):27-31.
Research on UAV carrier landing service guarantee based on ultraviolet characteristics
Zhang Haiying,Yang Hui,Wei Cheng
The 27th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation
Abstract: Based on the actual needs of landing support in UAV after-sales service, this paper carries out research on technologies that use solar-blind ultraviolet detectors to support UAV after-sales maintenance and support. Through the analysis of atmospheric transmission characteristics in the ultraviolet band, the design of ultraviolet detection system, the design of ultraviolet cooperative beacon points, and the experimental verification of P4P photogrammetry algorithm, it provides technical support for landing performance evaluation, fault diagnosis, and maintenance effect verification in UAV after-sales support, and verifies the feasibility and rationality of this technology in ensuring the reliability of UAV landing in after-sales service.
Key words : UAV;service guarantee;PNP photogrammetry algorithm;landing guidance system

引言

在軍事及海上作業(yè)中,無人機憑借隱蔽性強、環(huán)境適應性好等優(yōu)勢,已成為海上大型作戰(zhàn)平臺及作業(yè)平臺的重要裝備,其持續(xù)高效運行依賴于完善的售后服務保障體系。其中,無人機艦上著艦環(huán)節(jié)的安全性、可靠性是售后服務保障的核心內(nèi)容——著艦過程的精準控制不僅直接影響無人機裝備的完好率,更是降低維護成本、提升任務可用性的關鍵。

相比有人駕駛裝備,無人機在艦船環(huán)境下的回收面臨特殊挑戰(zhàn):傳統(tǒng)依賴人工遙控引導的方式,不僅精度難以保證,且易受電磁干擾,導致回收故障頻發(fā),增加了售后維修頻次與保障壓力。因此,構建基于技術手段的智能化著艦服務保障方案,通過對艦船特征的精準提取與處理,實現(xiàn)著艦過程的自主監(jiān)控、精準導引及故障預警,成為提升無人機售后服務保障能力的迫切需求。

通常,用機器視覺測量的圖像傳感器主要工作在可見光波段(波長400 nm~800 nm),可見光探測器具有分辨率高、靈敏度高等優(yōu)點,但探測成像的景物過于復雜,難以在復雜的艦上環(huán)境中識別出典型標識點,通常用作遠距離發(fā)現(xiàn)目標的一種手段,在著艦末端保障中適用性有限。中波紅外(波長3μm ~5μm)也用來用于無人機著艦自主導航研究[1],雖然具有一定效果,但同樣由于艦上環(huán)境復雜,熱點源干擾過多,存在同可見光一樣的標識點難以精確提取、解算精度易受干擾的問題。紫外引導技術巧妙地規(guī)避了可見光和紅外的核心弱點:它既不受復雜背景光(可見光)和熱源干擾(紅外)的影響,又保持了光學測量精度高的優(yōu)點。其獨有的“日盲”特性構成了一個近乎純凈的探測環(huán)境,使得系統(tǒng)能夠在白天和黑夜均提供穩(wěn)定、可靠的標識點提取結果,從而在技術層面上為無人機著艦提供了一種更具魯棒性的解決方案。

紫外線是位于日光高能區(qū)的不可見光線,其波長在10 nm~400 nm之間;依據(jù)紫外線自身波長的不同,可將紫外線分為三個區(qū)域:短波紫外線、中波紫外線和長波紫外線。

近年來,通過研究發(fā)現(xiàn),由于臭氧層的吸收作用,地球表面低空中短波紫外線的輻射強度幾乎為零,在短波紫外線(簡稱UVC)頻段存在“日盲”區(qū)域?!叭彰ぁ眳^(qū)域的存在,給光電探測技術發(fā)展提供了一個有利的工作環(huán)境,由于背景噪聲極低,可有效解決傳統(tǒng)光電探測手段受環(huán)境條件影響較大的缺點,實現(xiàn)低能見度、夜晚等條件下的應用,有效提高光電探測手段“全天候、全天時”的工作能力,使利用高分辨率的全日盲紫外探測技術進行導航信息精確計算成為可能?;诖耍疚膰@艦船紫外特征的處理與應用,研究適用于無人機著艦服務保障的位姿解算與導引算法,旨在為提升無人機著艦環(huán)節(jié)的售后保障能力提供技術支撐,推動海上目標特征處理技術在裝備保障領域的實際應用。


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作者信息:

張海營,楊輝,韋成

(中國電子科技集團公司第二十七研究所,河南 鄭州 450047)


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