中國又現顛覆性技術!成功將雷達用於無人機,此前被認為不可能

2022年06月25日12:58:11 科學 1142

來自我國深圳的一個研發團隊表示,雷達技術出現了突破性進展,這一進展使商用無人機能夠捕捉到此前只有軍用無人機才能捕捉到的高清圖像。據悉,研究人員在商用無人機上安裝了合成孔徑雷達(SAR),並在試飛中捕捉到了高清晰度圖像。

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第一次,即使是消費級無人機也可以使用強大的高清微波雷達

在過去,這種強大的雷達系統只適用于軍用無人機,因為這種技術龐大、複雜,而且耗電量巨大。深圳大學該項目的首席科學家黃教授稱,該團隊的新設備是一項「顛覆性技術」。他說:「除了無人機,它還可以推廣應用到其他領域,如智能駕駛、智能物流、智慧城市、應急救災等,更好地服務於國計民生。」

大多數民用無人機使用光學相機或激光感測器,只能在能見度良好的晴朗天氣飛行。而裝備了微波雷達的無人機在夜間也可以看到,幾乎能在所有天氣下工作,包括雨天、霧霾天甚至在煙霧之下。

SAR還可以識別材料性質、水分等在光學成像中不明顯的其他高價值信息。但為了獲得詳細的圖像,雷達設備通常需要收集、分析和傳輸大量數據,這使得其系統體積龐大、成本高昂且能耗高,大大地限制了它的應用。

大約8年前,當黃教授的團隊提出一種被稱為1位SAR的新型微波雷達技術時,一些專家認為它永遠不會成功。這項新技術的關鍵在於一種顛覆性的成像方案,即通過非線性映射對模擬信號進行1位量化或數據壓縮。這意味著從數學上把複雜的二維雷達圖像轉換成一維曲線。

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在不影響圖像質量的前提下,該演算法顯著降低了SAR圖像的尺寸、複雜度和功耗。黃教授的團隊並不是第一個提出這個想法的人,但之前的嘗試都沒有達到實際應用階段,因為在轉換過程中會丟失關鍵信息。

研究人員表示,由於電子設備的限制,傳統SAR經過半個世紀的發展,其性能幾乎達到了極限。他們說,1位SAR技術開啟了另一條軌道,有望實現低成本、輕量化、高性能的高速雷達目標,在檢測、跟蹤、成像和識別中發揮出巨大的作用。該團隊的一成員表示,這項新技術對資源有限的應用程序特別有用,「在相同的解析度下,數據量可能會減少50%以上。」

除了中國之外,世界各地都在競相為小型無人機開發強大的雷達。例如,美國的MQ-8「火力偵察兵」無人直升機攜帶的雷達重量不到30公斤。麻省理工學院林肯實驗室的研究團隊在2018年的一篇論文中表示,他們開發了一種重量低於1公斤的雷達,可以由手動發射的無人機攜帶。

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