Pratica applicativa di dispositivi acustici remoti su veicoli senza pilota

Con il rapido sviluppo della tecnologia dei veicoli senza pilota, i suoi scenari applicativi sono in costante espansione, coprendo campi dall'ispezione dei parchi chiusi al trasporto su strada aperta, dal salvataggio di emergenza alla pattuglia di sicurezza. Tuttavia, i veicoli senza pilota non hanno le capacità di comunicazione in tempo reale e deterrenza dei conducenti umani, rendendoli soggetti a rischi per la sicurezza in ambienti complessi. Basandosi sui vantaggi principali di una precisa trasmissione del suono e di un telecomando flessibile, i dispositivi acustici remoti sono diventati una configurazione chiave per compensare questa carenza dei veicoli senza pilota, fornendo un forte supporto per il funzionamento sicuro dei veicoli senza pilota in vari scenari.

I. Scenari applicativi di Dispositivi acustici remoti adattati ai veicoli senza pilota

Gli scenari applicativi dei dispositivi acustici remoti sui veicoli senza pilota si concentrano principalmente su campi che richiedono comunicazione, allarme e deterrenza, coprendo i seguenti scenari principali:

• Scenari di ispezione di parchi e fabbriche: quando i veicoli senza pilota eseguono compiti di ispezione in parchi industriali, parchi logistici e grandi fabbriche, devono allertare il personale che entra nell'area senza permesso e i veicoli parcheggiati in violazione delle normative. Allo stesso tempo, devono consegnare avvisi di lavoro e promemoria di sicurezza al personale del parco.
• Scenari di salvataggio di emergenza: dopo che si sono verificati disastri come terremoti e inondazioni, quando i veicoli senza pilota entrano nell'area in cui le persone sono intrappolate per svolgere attività di esplorazione, devono stabilire un contatto con le persone intrappolate attraverso il suono per confermare la loro posizione e condizione fisica e allo stesso tempo fornire informazioni sui progressi del salvataggio e indicazioni sulla fuga. Sulla scena di un incendio boschivo, i veicoli senza pilota possono utilizzare dispositivi acustici remoti per emettere avvisi di incendio e avvisi sul percorso di evacuazione ai residenti o al personale circostanti.
• Scenari di sicurezza e pattugliamento delle frontiere: quando i veicoli di sicurezza senza pilota pattugliano aree come aeroporti, linee ferroviarie e aree di confine, devono scoraggiare il personale sospetto e gli obiettivi di intrusione illegale emettendo informazioni di avviso in modo direzionale. Allo stesso tempo, devono fornire la situazione sul posto al centro di comando posteriore per assistere nella formulazione dei piani di smaltimento.

II. Esigenze principali dei clienti negli scenari di veicoli senza pilota

Nell'applicazione dei veicoli senza pilota, le esigenze dei clienti per i dispositivi acustici remoti ruotano attorno ai tre nuclei di 'sicurezza, efficienza e precisione', che sono specificamente i seguenti:

• Esigenze di comunicazione in tempo reale: l'apparecchiatura è necessaria per realizzare una trasmissione vocale chiara e a lunga distanza per garantire che l'interazione delle informazioni tra il veicolo senza pilota e le persone circostanti sia priva di ritardi e distorsioni. Soprattutto in ambienti rumorosi (come aree di costruzione di parchi e incroci del traffico urbano), il segnale sonoro deve penetrare nel rumore ambientale in modo che il ricevitore possa ottenere informazioni precise.
• Esigenze di deterrenza precise: per obiettivi sospetti o comportamenti pericolosi, l'apparecchiatura deve avere la capacità di emettere il suono in modo direzionale per evitare l'interferenza della diffusione del suono su aree non correlate. Allo stesso tempo, l'intensità del suono può essere regolata per formare un efficace deterrente senza causare danni permanenti all'udito al personale.
• Esigenze di controllo remoto e coordinamento: supporta il funzionamento remoto attraverso il sistema di controllo del veicolo senza pilota o la piattaforma di comando posteriore, inclusa la regolazione del volume, il cambio della modalità di lavoro e la riproduzione vocale predefinita. Per l'impostazione non è richiesto alcun approccio manuale al veicolo senza pilota. Allo stesso tempo, deve coordinarsi con i dispositivi di percezione del veicolo senza pilota, come radar e telecamere. Quando l'apparecchiatura di percezione rileva una situazione anomala, attiva automaticamente l'apparecchiatura acustica.
• Esigenze di adattabilità ambientale: i veicoli senza pilota operano principalmente all'aperto, quindi l'attrezzatura deve essere in grado di resistere ad ambienti difficili come alte temperature, basse temperature, pioggia e polvere di sabbia. Dovrebbe garantire un funzionamento stabile senza arresti anomali in condizioni di intervallo di temperatura compreso tra -40°C e 60°C, pioggia battente (livello di protezione IP65) e tempesta di sabbia.

III. Caratteristiche principali dei dispositivi acustici remoti adattati ai veicoli senza pilota

Per soddisfare le esigenze degli scenari di veicoli senza pilota, i dispositivi acustici remoti devono avere le seguenti caratteristiche mirate:

• Design miniaturizzato e leggero: le dimensioni dell'apparecchiatura devono essere adattate allo spazio di installazione del veicolo senza pilota e possono essere integrate sul tetto, sul lato della carrozzeria del veicolo e in altre posizioni del veicolo senza pilota. Il peso deve essere controllato entro 3 chilogrammi per evitare di aumentare il carico del veicolo senza pilota e di comprometterne la durata della batteria e la stabilità di guida. Allo stesso tempo, viene adottata una struttura modulare per facilitare il collegamento meccanico, lo smontaggio e la manutenzione con il veicolo senza pilota.
• Passaggio flessibile tra dispositivi direzionali e omnidirezionali: supporta il passaggio tra dispositivi direzionali (con un angolo di copertura del suono di 30°) e dispositivi omnidirezionali (copertura del suono a 360°). I dispositivi direzionali vengono utilizzati per avvertimenti precisi o deterrenza di obiettivi specifici e la modalità dispositivo omnidirezionale viene utilizzata per fornire informazioni trasmesse in un'area circostante su larga scala. La commutazione tra i due dispositivi può essere completata rapidamente tramite comandi remoti e il tempo di risposta è controllato a livello di millisecondi.
• Ampia banda di frequenza e alto livello di pressione sonora in uscita: copre la banda di frequenza sensibile dell'orecchio umano da 200 Hz a 20000 Hz per garantire che il segnale vocale sia chiaramente distinguibile. Il livello di pressione sonora in uscita può raggiungere 130 dB - 150 dB e la distanza di trasmissione effettiva in un ambiente senza ostacoli non è inferiore a 800 metri, il che soddisfa le esigenze di comunicazione e deterrenza dei veicoli senza pilota in scenari a media e lunga distanza.
• Adattamento multipotenza e basso consumo energetico: supporta la connessione con il sistema di alimentazione di bordo del veicolo senza pilota e allo stesso tempo ha una batteria al litio di riserva incorporata. In caso di interruzione dell'alimentazione di bordo, la batteria di backup può mantenere il funzionamento continuo dell'apparecchiatura per più di 4 ore. In modalità standby, il consumo energetico dell'apparecchiatura è inferiore a 5 W, il che riduce l'impatto sulla durata della batteria del veicolo senza pilota.
• Protezione IP65 e capacità anti-interferenza: il guscio adotta un design impermeabile e antipolvere, che soddisfa lo standard di protezione IP65 e può funzionare normalmente in caso di forti piogge e polvere di sabbia. Il circuito interno ha capacità anti-interferenza elettromagnetica per evitare di essere influenzato dai segnali elettromagnetici generati dal radar, dalle apparecchiature di comunicazione e da altri componenti del veicolo senza pilota e garantire una trasmissione del suono stabile.

IV. Soluzioni di integrazione di dispositivi acustici remoti con altre apparecchiature

Nel sistema dei veicoli senza pilota, i dispositivi acustici remoti non funzionano in modo indipendente ma sono integrati con una varietà di apparecchiature per formare un sistema coordinato. Le soluzioni di integrazione comuni includono:

• Integrazione con apparecchiature di percezione: è collegata al radar laser, al radar a onde millimetriche, alla telecamera ad alta definizione e alla termocamera a infrarossi del veicolo senza pilota. Quando il radar o la telecamera rileva pedoni e ostacoli davanti a sé, o identifica eventi anomali come 'irruzione di personale in una zona vietata' e 'retrogrado del veicolo', invia automaticamente un segnale di attivazione al dispositivo acustico remoto. Il dispositivo riproduce automaticamente la voce corrispondente in base al tipo di evento (ad esempio 'Ci sono pedoni più avanti, fare attenzione a rallentare' e 'Questa è una zona vietata, si prega di uscire immediatamente'). Allo stesso tempo, le informazioni anomale vengono sincronizzate con il centro di comando posteriore.
• Integrazione con apparecchiature di comunicazione: è collegato al modulo di comunicazione 4G/5G o al modulo di comunicazione satellitare del veicolo senza pilota per realizzare il controllo a distanza ultra lunga. Quando il veicolo senza pilota esegue attività in aree remote senza segnali di rete pubblica (come confini e aree montuose), il personale di comando posteriore può inviare comandi al dispositivo acustico attraverso il collegamento satellitare per regolare i parametri audio o cambiare la modalità di lavoro. Allo stesso tempo, il dispositivo può trasmettere lo stato di funzionamento (come potenza, volume corrente e informazioni sui guasti) alla piattaforma di comando in tempo reale per facilitare il monitoraggio remoto.
• Integrazione con apparecchiature luminose: è collegata alla spia LED e alla luce stroboscopica del veicolo senza pilota per formare un effetto di avvertimento 'coordinazione suono e luce'. Quando il dispositivo acustico avvia la modalità di avviso, la spia si accende in modo sincrono. Attraverso la doppia stimolazione della vista e dell'udito, l'effetto promemoria per le persone circostanti viene potenziato. Ad esempio, quando il veicolo senza pilota svolta, il 'segnale di svolta + messaggio vocale' viene attivato in modo sincrono, rendendo più facile per i pedoni percepire l'intenzione di guida del veicolo senza pilota.
• Integrazione con apparecchiature di posizionamento e navigazione: combinato con il sistema di posizionamento GPS/Beidou del veicolo senza pilota, quando il veicolo senza pilota entra in un'area preimpostata (come intorno a scuole e ospedali), il dispositivo acustico passa automaticamente alla 'modalità a basso volume' per evitare l'interferenza del suono ad alto decibel sulle aree sensibili. Quando il veicolo senza pilota devia dal percorso pianificato ed entra in un'area pericolosa (come una sezione di costruzione e un'area piena d'acqua), il dispositivo riproduce automaticamente una voce di avviso per ricordare alle persone circostanti di stare lontane e invia un allarme di anomalia della posizione al centro di comando.

V. Vantaggi principali della combinazione di dispositivi acustici remoti e veicoli senza pilota

Rispetto al tradizionale funzionamento manuale o ai dispositivi acustici indipendenti, la combinazione di dispositivi acustici remoti e veicoli senza pilota può presentare vantaggi sotto molti aspetti:

• Migliorare la sicurezza e l’affidabilità: non è necessario un approccio manuale a scenari pericolosi (come siti disastri e aree di conflitto di confine) per completare le attività di comunicazione e deterrenza, il che riduce il rischio di vittime del personale. Allo stesso tempo, il collegamento tra il dispositivo e il sistema di percezione del veicolo senza pilota può rispondere rapidamente a situazioni anomale ed evitare incidenti di sicurezza causati da ritardi nella risposta manuale. Ad esempio, sul luogo dell'incendio, il veicolo senza pilota trasporta il dispositivo acustico per entrare al confine del luogo dell'incendio e il personale di comando comunica con le persone intrappolate attraverso il dispositivo in un'area sicura senza che i vigili del fuoco debbano correre rischi per entrare in profondità nell'incendio.
• Amplia la portata operativa e l'efficienza: i veicoli senza pilota possono guidare ininterrottamente per un lungo periodo (con una durata della batteria di 8 - 12 ore). Combinati con dispositivi acustici remoti, possono coprire un'area più ampia per eseguire attività. Rispetto alla pattuglia ambulante manuale o ai dispositivi acustici fissi, l'efficienza operativa è aumentata di 3 - 5 volte. Ad esempio, in un parco industriale di 50 chilometri quadrati, il veicolo senza pilota combinato con il dispositivo acustico può completare l'ispezione dell'intera area e la consegna dell'avviso di sicurezza entro 4 ore, mentre l'ispezione manuale richiede 2-3 giorni.
• Ridurre i costi operativi: riduce la dipendenza dalla manodopera. Un veicolo senza pilota può sostituire il carico di lavoro di 2-3 addetti all'ispezione e il funzionamento a lungo termine può ridurre significativamente i costi di manodopera. Allo stesso tempo, il design modulare e le caratteristiche di basso consumo energetico del dispositivo acustico remoto si traducono in bassi costi di manutenzione e una lunga durata (fino a più di 5 anni in condizioni di utilizzo normale), che riduce ulteriormente le spese operative complessive.
• Realizza una gestione precisa e intelligente: attraverso il collegamento con il sistema di controllo e la piattaforma di comando del veicolo senza pilota, i dati di funzionamento del dispositivo acustico (come tempo di utilizzo, tempi di attivazione e area di copertura) possono essere analizzati statisticamente per aiutare a ottimizzare il percorso di ispezione e la pianificazione delle attività del veicolo senza pilota. Dall'analisi dei dati risulta ad esempio che in una determinata zona si verificano spesso casi di 'irruzione di personale senza autorizzazione'. La frequenza di pattugliamento del veicolo senza pilota in quest'area può essere regolata e il contenuto della voce di avviso del dispositivo acustico può essere ottimizzato per migliorare l'effetto di avviso.

VI. Casi applicativi di dispositivi acustici remoti su veicoli senza pilota

Caso: Applicazione pratica di veicoli senza pilota di soccorso d'emergenza e dispositivi acustici remoti

In occasione di un soccorso in caso di terremoto in montagna, la squadra di soccorso ha utilizzato 3 veicoli senza pilota per il salvataggio d'emergenza. I veicoli senza pilota erano dotati di dispositivi acustici remoti, termocamere a infrarossi e moduli di comunicazione satellitare e sono entrati nell'area colpita dal disastro dove le strade erano interrotte. Quando i veicoli senza pilota giravano intorno alle rovine, la termocamera a infrarossi ha rilevato segni di vita sotto le rovine. Immediatamente è stato attivato il dispositivo acustico e in questa zona è stata diffusa la voce 'Per favore mantenete la calma, i soccorsi si stanno avvicinando, fate un suono per indicare la vostra posizione'. Allo stesso tempo, il personale di soccorso ha regolato a distanza il volume del dispositivo attraverso il collegamento satellitare per garantire che il suono potesse essere trasmesso sul fondo delle rovine senza causare lesioni al personale a causa del volume eccessivo. Quando le persone intrappolate hanno risposto bussando al tubo metallico, il microfono del veicolo senza pilota ha raccolto il segnale sonoro e, combinato con la funzione direzionale del dispositivo acustico, ha aiutato a localizzare la posizione delle persone intrappolate, fornendo una guida precisa per il successivo salvataggio. In questo salvataggio, la combinazione del dispositivo acustico remoto e del veicolo senza pilota ha aiutato la squadra di soccorso a trovare 3 persone intrappolate entro 2 ore, migliorando significativamente l'efficienza rispetto all'esplorazione manuale tradizionale, e allo stesso tempo evitando il rischio che il personale di soccorso entrasse nell'area instabile delle rovine.