هدایت پهپادها در شب با کمک ستارگان!

پژوهشگران به تازگی روشی نوین برای هدایت پهپادها در شب با استفاده از ستارگان توسعه داده‌اند که با تجهیزات ساده و سبک و بدون دسترسی به سیگنال GPS، کار می‌کند.

به گزارش تک‌ناک، اگر به تصاویر هواپیماهای قدیمی نگاه کنید که برای پروازهای طولانی طراحی شده‌اند، ممکن است یک قطعه پلاستیکی کوچک را روی بدنه هواپیما مشاهده کنید.

زمانی که هنوز GPS و گیرنده‌های رادیویی برای هدایت وجود نداشت، این قطعه به خلبان کمک می‌کرد تا موقعیت خود را با استفاده از ستارگان مشخص کند.

این روش به زمان‌های قدیم بازمی‌گردد، وقتی که ناخداهای کشتی‌ها برای تعیین موقعیت خود از ابزارهایی مانند سیکستنت استفاده می‌کردند. آنها با کمک ستارگان، خورشید، جداول نجومی و ساعت‌های دقیق، می‌توانستند موقعیت خود را با دقتی حدود 2.8 کیلومتر محاسبه کنند.

در طول قرن بیستم، خلبانان از همان تکنیک‌های ناوبری آسمانی استفاده می‌کردند که ناخداها در گذشته به کار می‌بردند، با این تفاوت که آنها باید برای حرکت هواپیما در آسمان ناپایدار تنظیمات خاصی انجام می‌دادند.

اگرچه هنوز برخی خلبانان و ملوانان از ناوبری آسمانی استفاده می‌کنند، اما این روش زمانی به کار می‌رود که GPS در دسترس نیست یا در شرایطی به دلیل مشکلات محلی، سیستم GPS غیرفعال است.

با اینکه می‌توان سیستم‌های خودکاری نصب کرد که محاسبات ستاره‌ای را به‌ طور خودکار انجام دهند، اما این سیستم‌ها پیچیده و گران هستند.

همچنین باید تغییرات حرکت هواپیما را هم تنظیم کنند، که این کار انرژی بیشتری مصرف می‌نماید و وزن بیشتری به هواپیما اضافه می‌کند.

تیم مهندسی دانشگاه استرالیا جنوبی برای حل این مشکل، الگوریتمی توسعه داده‌اند که این امکان را می‌دهد تا با استفاده از تصاویری از آسمان شب، موقعیت پهپادها را بدون نیاز به سیگنال خارجی یا ارتباطات داده‌ای تا شعاع ۴ کیلومتر تعیین و آنها را هدایت کنند.

سیستم جدید ساخته شده، سبک، کم‌هزینه و قابل تنظیم است. این سیستم از نرم‌افزار ArduPilot استفاده می‌کند، که روی کنترلر پروازی Cube Orange اجرا می‌شود.

زمانی که پهپاد می‌خواهد موقعیت خود را تعیین نماید، در دایره‌ای از نقاط مختلف پرواز می‌کند و تصاویر زیادی می‌گیرد. سپس، الگوریتم با مقایسه تصاویر، هرگونه خطا را برطرف و دوربین را با سیستم جهت‌یابی پهپاد هم‌راستا می‌کند.

وقتی این سیستم جدید کامل شود، علاوه بر کاربردهای نظامی، می‌تواند برای نظارت بر محیط زیست در مناطق دورافتاده با ماندگاری طولانی نیز استفاده شود.

برخلاف سیستم‌های سنتی ناوبری ستاره‌ای که اغلب پیچیده و گران هستند، این سیستم ساده‌تر، سبک‌تر و بدون نیاز به سخت‌افزار اضافی است، بنابراین برای هدایت پهپادهای کوچک مناسب‌تر می‌باشد.

ساموئل تیگ، یکی از محققان دانشگاه استرالیا جنوبی گفت: «این نوع ناوبری برای استفاده در دریاها یا مناطق جنگی که ممکن است GPS مختل شود، عالی است. علاوه بر کاربردهای دفاعی، این سیستم برای نظارت زیست‌محیطی نیز بسیار مفید خواهد بود.»

این تحقیق در مجله Drones منتشر شده است.