طراحی و پیاده سازی پهپاد برای کاربردهای امنیتی

طراحی و پیاده سازی پهپاد برای کاربردهای امنیتی – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه هوا فضا

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

طراحی و پیاده سازی پهپاد برای کاربردهای امنیتی

چکیده

هدف اصلی این پروژه طراحی پهپاد برای اهداف نظارتی با استفاده از یک دوربین ویدئویی دارای رزولوشن بالا می باشد. هدف این پروژه عمدتاً مشخص سازی کاربردهای مختلف پهپادها (UAV) است. تحلیل و بررسی پهپادهای موجود به منظور پیاده سازی رویه های مرتبط با واقعیت افزوده اعمال می شود. دوربین جهت تصویربرداری ویدئویی بر روی این وسیله نصب شده و با استفاده از آن قابلیت تحت پوشش قرار دادن ناحیه مورد نظر بوجود می آید. متعاقباً، تصاویر ضبط شده ویدئویی به وسیله این دوربین به یک کامپیوتر شخصی با استفاده از سیستم فرستنده گیرنده RF ارسال می شود. کنترل UAV از طریق ایجاد نوعی رابط خاص با استفاده از میکرو کنترلر اعمال می گردد. در این مبحث از میکرو کنترلر PIC برای ارتباط بین پهپاد با سیستم کنترل از راه دور استفاده شده است. سیگنال کنترل برای این سیستم کنترلر با استفاده از یک دستگاه فرستنده گیرنده RF ارسال می شود.

…

کلمات کلیدی: پهپاد (UAV)، دستگاه فرستنده گیرنده RF

طراحی و پیاده سازی پهپاد برای کاربردهای امنیتی

۱- مقدمه

مشکل کنونی طراحی پهپادها (UAVs) عدم درک کلی علم فیزیک جریان پرنده های بسیار کوچک با سرعت پرواز اندک می باشد. بنابراین روش آزمون و خطا به عنوان کارآمدترین ابزار طراحی در بسیاری از موارد به کار گرفته شده است که منجر به ایجاد فرایندهای طویل المدت و پر هزینه طراحی گردیده است.

معضل ساخت و توسعه پهپادهای کاربردی در خلال چندین سال گذشته نیز عمدتا چنین مشکلی، همراه با علی الخصوص ویژگی های ایرودینامیکی پرنده های کوچک کم سرعت اندک، بوده است. در مقابل، لازم است تا پرنده های میکرو اندازه را بیاد آورد که می بایست بغیر از قابلیت بهره گیری در ابعاد کوچکتر توانایی پرواز در سرعت های کمتر را نیز داشته باشند.

۲- بررسی سیستم پیشنهادی

در این پروژه ما سعی در طراحی یک UAV برای اهداف نظامی می نماییم. یک پهپاد کوچک با استفاده از یک دوربین دارای رزولوشن بالا طراحی شد. این دوربین جهت حاصل آوردن تصاویر و ویدیوهای مربوطه مورد استفاده قرار گرفت آن هم تحت شرایطی که قابلیت ورود انسان به صورت ایمن در نواحی مرتبط وجود ندارد.

بر مبنای ایده ما، قابلیت کاهش زیان های جنگ وجود داشته و می توانیم از مرگ و یا بروز خسارت و یا جراحت به سربازان جلوگیری نماییم. آگاهی از ناحیه و اشخاص حاضر به ما در زمینه عدم برخورد با هرگونه موقعیت بد، با احتمال رویارویی با تروریست ها، کمک مینماید.

طراحی و پیاده سازی پهپاد برای کاربردهای امنیتی

۳- دیاگرام بلوکی و تشریح ویژگی ها

شکل ۳ـ۱ نشان دهنده یک دیاگرام بلوکی پهپاد مورد بررسی ما می باشد. بخش فرستنده این پهپاد متشکل از یک کامپیوتر شخصی (PC)، واحد پردازشگر مرکزی و گیرنده می باشد. هدف فرستنده گیرنده ارسال و دریافت سیگنال است. در طرف فرستنده دستورات از کامپیوتر به گیرنده با کمک ابزارهای ارسال و دریافت انتقال می یابد. دریافت تصاویر ویدیویی از دوربین نیز با همین تجهیزات اعمال می گردد.

۴- تحلیل عملکرد

۴ـ۱٫ کوآدکوپتر

کوآدکوپتر به عنوان یک جایگزین کارآمد برای رتوکرافت های استاندارد، پیچیده و پرهزینه به شمار می آید. با بکارگیری چهار روتور جهت ایجاد نیروی پیشران دیفرانسیل، این سیستم قابلیت قرارگیری در یک حالت معلق یا بدون حرکت / هاورینگ در فضا را داشته و همچنین از توان حرکت بدون استفاده از سیستم های پیچیده و لینک های مربوطه نیز برخوردار است و در عین حال اجزای تیغه پروانه نیز بر روی دستگاه های تک روتره استاندارد قرار گرفتند. این کوآدکوپتر به عنوان یک سیستم تحریک ناقص رده بندی می شود. علت این امر آن است که تنها چهار محرک (روتور) جهت کنترل کلیه شش درجه آزادی (DOF) بکار گرفته شده است.

طراحی و پیاده سازی پهپاد برای کاربردهای امنیتی

۴ـ۲٫ اینرسی

محاسبه اینرسی حول محورهای مختلف به عنوان مرحله بعدی در خصوص مدل سازی دقیق این سیستم به شمار می آید. در عین آنکه مشخصات معرف آن هستند که اینرسی در حول محور x عمل می نماید و در عین حال این سیستم قابلیت دوران در حول محور ـ x (یا گردش) را خواهد داشت، ما در نظر می گیریم که ویژگی های مختلف حرکتی همانند دوران، گشتاور و انحراف به چپ و راست سبب تغییر این مؤلفه برای هر یک از محورهای خاص نخواهد شد.

۵- کاربردها

• حس گری از راه دور

• نظارت هوایی تجاری

• امدادرسانی و کمک های پزشکی

• تشخیص آتش سوزی در جنگل

۵ـ۱٫ حسگری از راه دور

توابع حسگری از راه دور پهپادها شامل حسگرهای طیف الکترومغناطیسی، حسگرهای پرتو گاما، حسگرهای بیولوژیکی و حسگرهای شیمیایی می باشد.

۵ـ۲٫ نظارت هوایی تجاری

نظارت هوایی نواحی گسترده با استفاده از سیستم های پهپاد کم هزینه امکان پذیر می باشد. کاربردهای نظارتی شامل کنترل احشام، نقشه برداری آتش سوزی، امنیت خط لوله، امنیت خانه ها، کنترل جاده ها و مبارزه با افراد مهاجم می باشد. خط مشی کاربرد فناوری پهپاد در نظارت هوایی تجاری به سرعت با توجه به توسعه فزاینده رویکردهای تشخیص شیء به صورت اتوماتیک در حال گسترش است.

طراحی و پیاده سازی پهپاد برای کاربردهای امنیتی

۵ـ۳٫ امدادرسانی و کمک های پزشکی

Drones قابلیت امدادرسانی از طریق حاصل آوردن اطلاعات در نواحی تحت تأثیر جهت ایجاد تصویری از موقعیت مربوطه و ارائه توصیه مناسب به افراد درگیر در عرصه را خواهد داشت.

۵ـ۴٫ تشخیص آتش سوزی جنگلی

کاربرد دیگر پهپادها ممانعت و تشخیص اولیه آتش سوزی جنگل می باشد. احتمال آتش سوزی به صورت همیشگی، چه در روز و چه شب، سبب شده است تا روش های بکار گرفته شده تاکنون (همانند هلکوپتر برج های مراقبتی و موارد دیگر) قدیمی به نظر برسند.

۶- مباحث

نتایج بررسی ما مؤکد آن است که با استفاده از ناوبری پهپادها قابلیت ارتقای ارزیابی ها با توجه به موقعیت های مربوطه وجود خواهد داشت. ارزیابی های موقعیت نیز می توانند به صورت بسیار دقیقتری اعمال شوند. در مقایسه با طرح قبلی چنین موردی با هزینه تقلیل یافته و همچنین اندازه کوچک قابل اجرا خواهد بود.

طراحی و پیاده سازی پهپاد برای کاربردهای امنیتی

۷- نتیجه گیری

چندین بررسی و تحلیل در ارتباط با پهپادهای موجود انجام شده است. اجزای مختلف پهپادها به گونه ای انتخاب شده ا ند تا قابلیت کاهش پیچیدگی سخت افزاری به وجود آید. کاهش اندازه و هزینه این سیستم نیز مدنظر است. پهپاد پیشنهادی مجهز به دوربین را می توان برای کاربردهای نظامی مورد استفاده قرار داد. بعلاوه، موقعیت دقیق صدمه دیدگی در خط لوله زیرزمینی را می توان به واسطه اندازه کوچک تر این وسیله به خوبی مشخص ساخت. در نیروگاه های برق هسته ای، در صورتی که هرگونه نشتی گاز یا هرگونه صدمه دیدگی به وجود آید ممکن است شاهد بروز تشعشع و انتشار آن باشیم که قابلیت استفاده از این وسایل جهت یافتن چنین مواردی به جای به خطر انداختن کادر فنی به خوبی وجود دارد.

۸- ارتقای آتی

قابلیت ارتقای آتی این پروژه  از طریق طراحی سخت افزار UAV و بکارگیری دوربین های مرتبط به منظور کاربردهای امنیتی وجود دارد.