RFID引領(lǐng)自主無人機導(dǎo)航:Millisign技術(shù)的革新之路
近年來,無人機在民用領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴大,然而,伴隨著飛行操作逐漸從人類飛行員過渡到自主系統(tǒng),確保無人機的精準導(dǎo)航成為一項重要而復(fù)雜的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的導(dǎo)航方法通常依賴于成像或全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù),但在惡劣天氣條件和遙遠操作區(qū)域中,需要更強大和低維護的解決方案。
日本NTT公司和東京大學(xué)近期推出了一項創(chuàng)新性舉措,稱為"Millisign技術(shù)",旨在通過采用射頻識別(RFID)技術(shù)來實現(xiàn)自主無人機導(dǎo)航,解決了這一定位挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)方法不同,Millisign系統(tǒng)的設(shè)計使其能夠在低能見度條件下高效運行,如黑暗、雨霧等,這標志著自主無人機技術(shù)的一項革命性進步。
Millisign技術(shù)的核心在于其對RFID技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。通常,普通的RFID系統(tǒng)工作距離有限,低頻(LF)和高頻(HF)RFID系統(tǒng)通常只能覆蓋不到1米的范圍,而超高頻(UHF)RFID系統(tǒng)在有利條件下最多才能覆蓋8米。然而,Millisign技術(shù)將RFID技術(shù)的操作范圍推向了更遠,以助力無人機的準確導(dǎo)航,尤其是在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中。
Millisign系統(tǒng)集成了大型RFID標簽和專門設(shè)計的無人機上的毫米波雷達單元,代替了傳統(tǒng)的手持式RFID閱讀器。當(dāng)雷達單元發(fā)送無線電信號時,無人機著陸臺上的RFID標簽會被激活,將信號傳回?zé)o人機,以指示其當(dāng)前位置。通過檢測信號強度,無人機可以確定與目標的距離,這使得即使在沒有可見線索的情況下,也能夠?qū)崿F(xiàn)準確導(dǎo)航。
Millisign系統(tǒng)擴展了RFID標簽的工作范圍,這是通過使用毫米波雷達技術(shù)實現(xiàn)的,該技術(shù)在30 GHz至300 GHz的極高頻范圍內(nèi)運行。這種技術(shù)可以以76-81 GHz等特定頻段檢測小到幾毫米的運動,從而為無人機導(dǎo)航提供了出色的分辨率和準確性。
該系統(tǒng)的一個獨特功能是在RFID標簽中集成了角落反射器,使它們能夠在廣泛的三維角度上發(fā)送和接收信號。在當(dāng)前版本的Millisign系統(tǒng)中,無人機可以從10至15米的距離讀取292 x 600毫米的標簽,這在傳統(tǒng)RFID系統(tǒng)的工作范圍內(nèi)實現(xiàn)了重大的飛躍。這種增強的操作范圍對于確保無人機精確著陸在場地或其他地標上至關(guān)重要,尤其是在其他定位技術(shù)受限的低能見度條件下。
另外,與基于GPS的解決方案相比,Millisign系統(tǒng)提供了一種成本效益更高的選項。GPS技術(shù)需要兩個模塊,一個安裝在無人機上,另一個放置在著陸區(qū)域,同時需要連續(xù)供電。這種需求使得GPS系統(tǒng)的安裝和維護成本較高,因此在偏遠地區(qū)或缺乏基礎(chǔ)設(shè)施的地方往往不切實際。相較之下,Millisign系統(tǒng)中的無電池RFID標簽無需電源,為各種無人機任務(wù)提供了可靠和經(jīng)濟的解決方案,包括城市、海洋或山區(qū)操作。
Millisign技術(shù)具有廣泛的潛在應(yīng)用,對社會具有積極的影響。通過在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中實現(xiàn)無人機的精確導(dǎo)航,而無需大量基礎(chǔ)設(shè)施或維護,Millisign系統(tǒng)可以在促進偏遠或受災(zāi)地區(qū)的醫(yī)療保健交付、災(zāi)難響應(yīng)和其他關(guān)鍵服務(wù)方面發(fā)揮重要作用。這一創(chuàng)新技術(shù)將為各種領(lǐng)域帶來更高的效率和可及性,為未來的自主無人機操作開辟了新的可能性。