Airffic InstituteAERIAL PHYSICAL AI

המכון לבינה מלאכותית פיזית אווירית

חיישנים: איך רחפן רואה את העולם

לאף בעל חיים אין רק חוש אחד. גם רחפנים משלבים כמה סוגי עיניים, ולכל אחד חוזקה אחרת.

התשובה הקצרה: מצלמות זולות ועשירות בפרטים, אבל מתקשות בחושך ובערפל. מכ״ם מתמודד עם מזג אוויר, אבל לא עם צורות עדינות. LiDAR מודד מרחק בדיוק, אבל הוא כבד ויקר. לכן הדרך המנצחת היא שילוב חיישנים (sensor fusion).

עודכן: · 2 דקות קריאהאיך חקרנו ←

Sir Airffic Goברגע שמכירים את החיישנים, רואים במבט אחד על מה כל חברה מהמרת.

שישה סוגים של עיניים וחושים

מצלמות קולטות אור כמו עין אנושית. הן זולות וקלות, ורואות צבע וטקסט, ולכן הן הנפוצות ביותר.

LiDAR יורה פולסים של לייזר ומודד כמה זמן לוקח להם לחזור, וכך מחשב מרחק בדיוק. הוא עובד גם בחושך, אבל המשקל והמחיר הם אתגר.

מכ״ם משתמש בגלי רדיו. הוא מזהה עצמים רחוקים בגשם, בערפל ובחושך, ולכן הוא מוביל בהתחמקות מהתנגשויות ובזיהוי רחפנים.

מצלמות תרמיות רואות הבדלי טמפרטורה — מושלמות לחיפוש בלילה ולמציאת נקודות חמות על גגות ועל קווי חשמל.

ה-IMU (מודד תאוצה וסיבוב) וה-GNSS (מיקום לוויני כמו GPS) הם החושים הפנימיים של הרחפן. רק בשילוב עם חיישנים שמסתכלים החוצה הם מאפשרים טיסה מדויקת.

חיישןחוזקותחולשותשימושים עיקריים
מצלמה (אור נראה)זולה, קלה, עשירה בפרטיםחושך, ערפל, סנוורזיהוי, SLAM, בדיקות
מצלמת סטריאו / עומקמרחק בטווח קצרלא מדויקת למרחקהתחמקות ממכשולים
LiDARטווח מדויק, עובד בחושךכבד, יקר, חלש יותר בגשםמיפוי, זיהוי חוטים דקים
מכ״ם גלים מילימטרייםגשם, ערפל, לילה, טווח ארוךפרטי צורה עדיניםזיהוי והתחמקות, זיהוי רחפנים
תרמירואה חום, חזק בלילהרזולוציה נמוכה יותרחיפוש והצלה, בדיקת תשתיות
IMU + GNSSתנועה ומיקום עצמייםGNSS נכשל בתוך מבנים או תחת שיבושייצוב, ניווט

למה שילוב חיישנים מכריע את המשחק

לכל חיישן יש חולשה. מי שסומך על חיישן אחד בלבד, הרחפן שלו מתעוור ברגע שהחולשה הזו מופיעה.

לכן המצלמה מזהה מה הדבר, המכ״ם מאשר כמה הוא רחוק, וה-IMU משלים איך הרחפן זז. זה שילוב חיישנים (sensor fusion).

חברות שטובות בשילוב בונות כלים שממשיכים לעבוד גם כשמזג האוויר והמקום משתנים. לא לעצור — זו התכונה הכי יקרה של רחפן מסחרי.

שמיים בלי GNSS העלו את ערך החיישנים

אותות GNSS לא מגיעים מתחת לגשרים, למנהרות או לתוך מחסנים. בשדות קרב, שיבוש מכוון הפך לשגרה.

הביקוש לטיסה בעזרת מצלמות ו-IMU בלבד (ניווט חזותי) זינק אחרי 2022.

זה לא רק צבאי. אותה טכנולוגיה עוזרת לבדיקות בתוך מבנים ולמשלוחים בעיר.

Sir Airffic Goהאם הרחפן מסוגל לטוס כשהקשר האלחוטי נופל? זה המבחן הכי טוב לבדוק אם האוטונומיה אמיתית.

מה קורה בשוק החיישנים

חלקי מצלמה שמיוצרים בהמוניהם לסמארטפונים הוזילו מאוד את העיניים של הרחפנים.

מכ״ם ו-LiDAR נעשים קטנים וזולים יותר בזכות הכמויות של תעשיית הרכב, ועכשיו הם נכנסים גם לרחפנים.

כלומר, הרבה חיישנים מתפתחים כתוצר לוואי של שווקים ענקיים שאינם רחפנים. חברות שמתמחות ברחפנים צריכות להתבדל באופן שבו הן משלבות חיישנים ובתוכנה, לא בחלקים עצמם.

שאלות נפוצות

באילו חיישנים רחפנים משתמשים כדי להתחמק ממכשולים?

מצלמות סטריאו או עומק לטווח קצר, מכ״ם לטווח ארוך ולמזג אוויר גרוע, ו-LiDAR לעצמים דקים כמו חוטים. רוב הכלים משלבים כמה מהם.

מה ההבדל בין LiDAR למכ״ם?

LiDAR משתמש באור לייזר כדי למדוד מרחק בעדינות ולבנות צורות תלת-ממדיות מפורטות. מכ״ם משתמש בגלי רדיו; הוא גס יותר, אבל מוצא עצמים רחוקים בגשם, בערפל ובחושך.