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可见光云台选型

可见光云台按三件事来选:能框住目标的视场角、在目标上所需的分辨率,以及能把它稳定住的增稳能力。

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本页介绍

  • 从必须分辨的最小特征倒推,再算出所需焦距与飞行高度。
  • 变焦倍数不等于最大变焦下的可用分辨率;核对工作距离上的有效像元密度。
  • 增稳质量体现在视频与长曝光里,而不在参数表上。
  • 确认控制协议——无法从你的地面站指挥的云台,会变成一项人工操作。

云台先是稳定问题,才是相机问题

选可见光云台时的直觉是比较传感器分辨率与变焦范围。这些重要,但它们通常不是决定画面能否使用的因素。决定这一点的是稳定:当飞机移动、振动、修正风时,载荷把传感器视线保持得多稳。分辨率很高但稳定很差的传感器,拍出来是错误目标的清晰影像,或者因为平台在曝光期间移动而糊到不可用。

稳定质量体现在三个地方。第一是稳定飞行中的残余角运动,它决定细部到底能不能分辨。第二是对飞机机动的响应——一次阵风修正或转弯,不应在画面里产生可见的摆动。第三是振动隔离,它既是挂载特性也是云台特性,而一个好云台装在隔振很差的挂架上仍然表现不佳。

所以要在它将实际飞行的飞机上评估云台,而不是在台面上。残余运动是系统属性:机体振动、挂架刚度、云台控制与飞行条件都有贡献。一个在演示中表现良好的载荷,换一架机体可能表现不同,而这个差异通常可追溯到挂架,而不是云台。

分辨率、变焦,以及你真正需要分辨什么

分辨率要求应当由任务必须分辨的最小特征、以及任务实际会用的安全距离推导出来。这给出一个所需角分辨率,再换算成传感器与镜头要求。从另一端开始——买手头分辨率最高的——通常会买到没人用的能力,并用质量、功耗和数据量为它付费。

变焦是另一个经常被过度采购的指标。光学变焦保留分辨率,在飞机必须保持安全距离的巡检作业中确实有用。数字变焦不增加信息,它只是放大像元。当一个规格给出变焦范围时,要确认其中多少是光学变焦、以及长焦端的分辨率是多少,因为巡检工作正是在长焦端发生的。

低照度表现是巡检项目常常晚发现的第三个维度。巡检经常发生在黎明、黄昏、云下,或光线很差的构筑物下方。传感器尺寸、光圈,以及云台在不产生运动模糊的前提下保持更长曝光的能力,共同决定这些条件下能否得到可用影像——而这是系统属性,不是传感器规格。

接口、供电,以及决定集成的那些问题

在选云台之前,先确认平台的四件事:机械挂载接口、可供载荷功率、数据与控制接口,以及允许的质量与重心包线。四项都有文档,选型就是一次匹配;任何一项没有,选型就变成开发项目,工期应当相应反映。

供电值得单独关注,因为云台功耗是持续的,并且在长焦端或快速转动时会出现峰值。要把稳态与峰值功耗,对着飞机在整个飞行剖面(含推进需求最高的阶段)能供给的功率去核。一次机动中云台掉电是飞行安全问题,不是不方便。

控制与数据链路同样重要。操作员能否直接控制云台、视频流以可接受的延迟到达地面站、飞机是否同步机载录制作为备份——这些决定操作员到底能不能干这活。我们的载荷接口与平台兼容性详细讲了接口侧。

让云台匹配任务

测绘摄影作业要的云台,与巡检作业要的云台不同。测绘要已知且稳定的几何、一致的视场,以及通常要求机械快门或全局快门行为,不致让快速移动的影像变形。巡检要变焦、稳定与低照度能力。想用一个云台同时服务两者,通常会牺牲测绘几何,而那恰恰是downstream更难修的东西。

公共安全与观察作业——空中侦察、交通或人群观察、现场记录——更接近巡检:要变焦、稳定,以及稳定停留在一点上的能力。它也带来记录什么、如何留存的问题,那是策略问题,不是载荷问题。

当一个项目同时需要测绘与巡检时,通常的答案是一个载荷飞两趟、或两个载荷,而不是一个两头妥协的载荷。我们的可见光云台系列与正射影像采集分别覆盖这两侧;标准选项都不合适时,载荷挂架适配是通路。

实操中的选型

实用顺序是:由最小特征与安全距离推导所需角分辨率;确认达到它所需的光学变焦;在真实机体上确认稳定表现;再确认四项接口属性。这个顺序能避免常见的失败——买了一台能干但装不上、供不上电或控不了的云台。

当任务有不寻常要求——特定传感器、特定接口,或在常规之外的条件下作业——尽早说明。改载荷设计比交付后才发现不匹配便宜,我们的定制巡检系统正是为这种情形而设。

把你的平台、必须分辨的最小特征、安全距离、光照条件与任务类型发给我们的工程团队。我们会给出载荷构型建议并确认接口要求,并在标准载荷覆盖不了需求的地方明确说明。

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