Toepassingspraktijk van Afstandsecho-apparaten op Onbemande Voertuigen

Met de snelle ontwikkeling van de technologie voor onbemande voertuigen breiden de toepassingsscenario's zich voortdurend uit, van inspectie in afgesloten parken tot vervoer op openbare wegen, en van noodhulp tot beveiligingspatrouilles. Onbemande voertuigen beschikken echter niet over de real-time communicatie- en afschrikmogelijkheden van menselijke bestuurders, waardoor ze in complexe omgevingen vatbaar zijn voor veiligheidsrisico's. Met gebruikmaking van hun kernvoordelen van nauwkeurige geluidsoverdracht en flexibele afstandsbediening, afstandsgeluidsapparaten zijn uitgegroeid tot een essentiële configuratie om dit tekortkoming van onbemande voertuigen te compenseren, en bieden daarmee sterke ondersteuning voor de veilige werking van onbemande voertuigen in diverse scenario's.

I. Toepassingsscenario's van Afstandsgeluidsapparaten Aangepast aan Onbemande Voertuigen

De toepassingsscenario's van afstandsbediende akoestische apparaten op onbemande voertuigen concentreren zich voornamelijk op gebieden die communicatie, waarschuwing en afschrikking vereisen, en omvatten de volgende kernscenario's:

• Parkeer- en fabrieksinspectiescenario's: Wanneer onbemande voertuigen inspectietaken uitvoeren in industrieparken, logistieke parken en grote fabrieken, moeten zij personeel waarschuwen dat zonder toestemming het gebied betreedt, alsook voertuigen die in strijd met de regels geparkeerd staan. Tegelijkertijd moeten zij werkmededelingen en veiligheidsherinneringen aan het personeel in het park bezorgen.
• Noodreddingsscenario's: Nadat rampen zoals aardbevingen en overstromingen hebben plaatsgevonden, moeten onbemande voertuigen bij het betreden van gebieden waar mensen vastzitten om verkenningsopdrachten uit te voeren, contact leggen met de getroffen personen via geluid om hun locatie en lichamelijke toestand te bevestigen, en tegelijkertijd informatie verstrekken over de voortgang van de reddingsoperatie en richtlijnen voor evacuatie. Bij een bosbrand kunnen onbemande voertuigen op afstand akoestische apparaten gebruiken om brandwaarschuwingen en mededelingen over evacuatie routes aan de omliggende bewoners of werknemers te melden.
• Beveiligings- en grenspatrouillescenario's: Wanneer onbemande beveiligingsvoertuigen patrouilleren in gebieden zoals vliegvelden, spoorwegen en grensgebieden, moeten zij verdachte personen en illegale indringers afschrikken door op een gerichte manier waarschuwingsinformatie uit te zenden. Tegelijkertijd moeten zij de situatie ter plaatse overbrengen naar het achterliggende commandocentrum om zo te helpen bij het opstellen van interventieplannen.

II. Kernbehoeften van klanten in scenario's met onbemande voertuigen

Bij het gebruik van onbemande voertuigen draaien de behoeften van klanten aan afstandsgestuurde akoestische apparaten om de drie kernaspecten "veiligheid, efficiëntie en precisie", die als volgt zijn:

• Eisen voor real-time communicatie: De apparatuur moet in staat zijn om op afstand en met duidelijke spraakoverdracht te zorgen, zodat de informatie-uitwisseling tussen het onbemand voertuig en omstanders zonder vertraging en vervorming verloopt. Met name in luidruchtige omgevingen (zoals parkbouwlocaties en stedelijke verkeerskruispunten) moet het geluidssignaal de omgevingslawaai kunnen doordringen, zodat de ontvanger de informatie nauwkeurig kan ontvangen.
• Eisen voor precieze afschrikking: Voor verdachte doelen of gevaarlijk gedrag moet de apparatuur in staat zijn geluid gericht uit te zenden, om verspreiding van geluid naar niet-betrokken gebieden te voorkomen. Tegelijkertijd moet de geluidsintensiteit regelbaar zijn om een effectieve afschrikking te creëren zonder permanente gehoorbeschadiging bij personen te veroorzaken.
• Noodzaak van afstandsbediening en coördinatie: Het ondersteunt bediening op afstand via het besturingssysteem van het onbemand voertuig of het commandoplatform achterop, inclusief volumeregeling, schakelen tussen werkmodi en het afspelen van vooraf opgenomen geluiden. Er is geen handmatige benadering van het onbemande voertuig nodig voor instellingen. Tegelijkertijd moet het kunnen samenwerken met de waarnemingsapparatuur van het onbemande voertuig, zoals radar en camera's. Wanneer de waarnemingsapparatuur een abnormale situatie detecteert, activeert het akoestische systeem zich automatisch.
• Noodzaak van milieuaanpassing: Onbemande voertuigen opereren meestal buitenshuis, dus de apparatuur moet bestand zijn tegen extreme omgevingen zoals hoge en lage temperaturen, regen en stof. Het moet gegarandeerd stabiel blijven functioneren zonder storingen bij temperaturen van -40°C tot 60°C, zware regenval (IP65-beschermingsniveau) en stuifsand.

III. Kernkenmerken van Afstandsakoestische Apparaten Aangepast aan Onbemande Voertuigen

Om te voldoen aan de behoeften van scenario's met onbemande voertuigen, moeten afstandsbediende akoestische apparaten de volgende gerichte kenmerken hebben:

• Geminialiseerd en lichtgewicht ontwerp: De afmetingen van de apparatuur moeten afgestemd zijn op de beschikbare installatieruimte van het onbemande voertuig, zodat integratie mogelijk is op het dak, de zijkant van de carrosserie en andere posities van het voertuig. Het gewicht moet worden beperkt tot maximaal 3 kilogram om te voorkomen dat de belasting van het onbemande voertuig toeneemt, wat negatief zou kunnen uitwerken op de levensduur van de batterij en de rijstabiliteit. Tegelijkertijd wordt een modulair ontwerp toegepast om mechanische verbinding, demontage en onderhoud met het onbemande voertuig te vergemakkelijken.
• Flexibele schakeling tussen directionele en omnidirectionele apparaten: Ondersteunt het schakelen tussen directionele apparaten (met een geluidsd openingshoek van 30°) en omnidirectionele apparaten (360° geluidsd ekking). Directionele apparaten worden gebruikt voor nauwkeurige waarschuwing of afschrikking van specifieke doelen, en de omnidirectionele modus wordt gebruikt om uitzendinformatie te verstrekken aan een groot gebied rondom. De schakeling tussen de twee apparaten kan snel worden voltooid via afstandsbedieningscommando's, en de responstijd wordt op milliseconde-niveau gehouden.
• Breed frequentiebereik en hoge geluidsdrukniveau-uitvoer: Het dekt het voor het menselijk oor gevoelige frequentiebereik van 200 Hz - 20000 Hz, zodat het spraaksignaal duidelijk herkenbaar is. Het geluidsdrukniveau kan oplopen tot 130 dB - 150 dB, en de effectieve transmissieafstand in een onbelemmerde omgeving is niet minder dan 800 meter, wat voldoet aan de communicatie- en afschrikkingsbehoeften van onbemande voertuigen in middellange en lange afstandsscenario's.
• Meervoudige stroomaanpassing en laag stroomverbruik: Het ondersteunt aansluiting op het boordstroomvoorzieningssysteem van het onbemande voertuig en beschikt tevens over een ingebouwde reserve lithiumbatterij. Wanneer de boordstroomvoorziening uitvalt, kan de reservebatterij de continuïteit van de werking van het apparaat gedurende meer dan 4 uur waarborgen. In stand-by modus is het stroomverbruik van het apparaat minder dan 5 W, wat de impact op de levensduur van de batterij van het onbemande voertuig verlaagt.
• IP65-bescherming en anti-interferentie-eigenschap: De behuizing heeft een water- en stofdichte constructie die voldoet aan de IP65-beschermingsnorm en normaal kan functioneren bij zware regenval en stoffige omstandigheden. De interne schakeling beschikt over elektromagnetische anti-interferentie-eigenschappen om te voorkomen dat deze wordt beïnvloed door elektromagnetische signalen afkomstig van radar, communicatieapparatuur en andere componenten van het onbemand voertuig, en om stabiele geluidsdoorvoer te garanderen.

IV. Integratie-oplossingen van afstandseffectieve akoestische apparaten met andere apparatuur

In het systeem van onbemande voertuigen werken afstandsgestuurde akoestische apparaten niet zelfstandig, maar zijn zij geïntegreerd met diverse apparaten om zo een gecoördineerd systeem te vormen. De gangbare integratie-oplossingen zijn:

• Integratie met waarnemingsapparatuur: Het is gekoppeld aan de laserscanner, millimetergolf-radar, hoogwaardige camera en infraroodwarmtebeeldcamera van het onbemand voertuig. Wanneer de radar of camera voetgangers en obstakels vooruit detecteert, of abnormale gebeurtenissen zoals "personeel betreedt een verboden zone" en "voertuig rijdt achteruit" herkent, wordt automatisch een triggervoor signaal verzonden naar het afstandseffectieve akoestische apparaat. Het apparaat speelt automatisch de bijbehorende spraak af op basis van het type gebeurtenis (bijvoorbeeld "Er zijn voetgangers vooruit, gelieve aandacht te besteden aan vertragen" en "Dit is een verboden zone, gelieve onmiddellijk te vertrekken"). Tegelijkertijd wordt de abnormale informatie gesynchroniseerd met het centrale commandocentrum.
• Integratie met communicatieapparatuur: Het is verbonden met de 4G/5G-communicatiemodule of satellietcommunicatiemodule van het onbemand voertuig om ultralangeafstandsbediening te realiseren. Wanneer het onbemande voertuig taken uitvoert in afgelegen gebieden zonder openbaar netwerksignaal (zoals grensgebieden en bergachtige streken), kunnen achtergebleven commandopersoneelsleden opdrachten naar het akoestische apparaat verzenden via de satellietschakel om de geluidsparameters aan te passen of de werkingssmodus te wisselen. Tegelijkertijd kan het apparaat de werkstatus (zoals batterijniveau, huidig volume en foutinformatie) in real-time terugsturen naar het commandoplatform, wat het externe toezicht vergemakkelijkt.
• Integratie met waarschuwingslichtapparatuur: Het is gekoppeld aan het LED-waarschuwingslicht en stroboscooplicht van het onbemand voertuig om een "geluid- en lichtgecoordineerd" waarschuwingseffect te creëren. Wanneer het akoestische apparaat de waarschuwingsmodus activeert, wordt het waarschuwingslicht synchroon ingeschakeld. Door de dubbele stimulatie van zicht en gehoor, wordt het herinneringseffect voor omstanders versterkt. Bijvoorbeeld wanneer het onbemand voertuig een bocht maakt, worden het "richtingaanwijzerlicht + spraakprompt" synchroon geactiveerd, waardoor voetgangers de rijbedoeling van het onbemand voertuig beter kunnen waarnemen.
• Integratie met positionerings- en navigatieapparatuur: In combinatie met het GPS/Beidou-positioneringssysteem van het onbemand voertuig, schakelt het akoestische apparaat automatisch over naar de "stille modus" wanneer het voertuig een vooraf ingesteld gebied binnenkomt (zoals rond scholen en ziekenhuizen), om storing door geluid met een hoog decibelniveau in gevoelige gebieden te voorkomen. Wanneer het onbemand voertuig afwijkt van de geplande route en een gevaarlijk gebied binnengaat (zoals een bouwvak of een overstromingsgebied), speelt het apparaat automatisch een waarschuwingsgeluid af om omstanders eraan te herinneren op afstand te blijven, en verzendt het een positie-anomalie-alarm naar het commandocentrum.

V. Kernvoordelen van de combinatie van externe akoestische apparaten en onbemande voertuigen

In vergelijking met traditionele handmatige bediening of zelfstandige akoestische apparaten, kan de combinatie van externe akoestische apparaten en onbemande voertuigen voordelen bieden op meerdere vlakken:

• Verbeterde veiligheid en betrouwbaarheid: Er is geen behoefte aan een manuele benadering van gevaarlijke situaties (zoals rampenplaatsen en grensconflictgebieden) om communicatie- en afschrikmiddelopdrachten uit te voeren, wat het risico op personeelsletsel verlaagt. Tegelijkertijd kan door de koppeling tussen het apparaat en het waarnemingssysteem van het onbemand voertuig snel worden gereageerd op abnormale situaties, waardoor veiligheidsongevallen door vertraging in menselijke reactie worden voorkomen. Bijvoorbeeld op een brandlocatie: het onbemande voertuig transporteert het akoestische apparaat naar de rand van de brandzone, zodat commandopersoneel via het apparaat vanuit een veilige zone met de beleggerde mensen kan communiceren, zonder dat brandweerlieden het risico hoeven te nemen diep de brandzone in te gaan.
• Vergroot het operationele bereik en de efficiëntie: Onbemande voertuigen kunnen langdurig continu rijden (met een batterijduur van 8 tot 12 uur). In combinatie met afstandseffectieve akoestische apparaten kunnen ze een groter gebied bestrijken om taken uit te voeren. In vergelijking met handmatige patrouilles of vaste akoestische apparaten, is de operationele efficiëntie 3 tot 5 keer hoger. Bijvoorbeeld in een industrieterrein van 50 vierkante kilometer kan het onbemande voertuig in combinatie met het akoestische apparaat de volledige inspectie en het bezorgen van veiligheidsberichten binnen 4 uur voltooien, terwijl een handmatige inspectie 2 tot 3 dagen duurt.
• Vermindering van operationele kosten: Het vermindert de afhankelijkheid van arbeid. Een onbemand voertuig kan het werk van 2 tot 3 inspecteurs overnemen, en langdurig gebruik kan de arbeidskosten aanzienlijk verlagen. Tegelijkertijd zorgen het modulaire ontwerp en de laagvermogenkenmerken van het afstandsecho-apparaat voor lage onderhoudskosten en een lange levensduur (tot meer dan 5 jaar bij normaal gebruik), wat de totale operationele uitgaven verder verlaagt.
• Realiseer nauwkeurig en intelligent beheer: Door koppeling met het controlesysteem en commandoplatform van het onbemand voertuig kunnen de werkgegevens van het akoestische apparaat (zoals gebruiksduur, aantal activeringen en bestreken gebied) statistisch worden geanalyseerd om te helpen bij het optimaliseren van de inspectieroute en taakplanning van het onbemand voertuig. Bijvoorbeeld: uit de gegevensanalyse blijkt dat in een bepaald gebied vaak het incident 'onbevoegd personeel betreedt het gebied' voorkomt. De patrouillefrequentie van het onbemand voertuig in dit gebied kan dan worden aangepast en de inhoud van de waarschuwingsgeluiden van het akoestische apparaat kan worden geoptimaliseerd om het waarschuwingseffect te verbeteren.

VI. Toepassingsvoorbeelden van Afstandsbewerkte Akoestische Apparaten op Onbemande Voertuigen

Voorbeeld: Praktische toepassing van onbemande voertuigen voor noodhulp en afstandsbewerkte akoestische apparaten

Tijdens een reddingsoperatie na een aardbeving in de bergen zette het reddingsteam 3 noodhulp-onbemande voertuigen in. De onbemande voertuigen waren uitgerust met afstandsbediende akoestische apparaten, infraroodwarmtebeelders en satellietcommunicatiemodules, en betraden het rampgebied waar de wegen waren afgesneden. Toen de voertuigen rond de puinhopen reden, detecteerde de infraroodwarmtebeeldcamera levenssporen onder de puinhopen. Het akoestische apparaat werd direct geactiveerd en liet de boodschap "Blijf alstublieft kalm, de hulpverleners naderen, maak geluid om uw positie aan te geven" horen in dit gebied. Tegelijkertijd pasten de reddingswerkers op afstand het volume van het apparaat aan via de satellietverbinding, om ervoor te zorgen dat het geluid tot onder in de puinhopen doordrong zonder schade toe te brengen door te hard geluid. Toen de beknopelde personen reageerden door op een metalen pijp te kloppen, registreerde de microfoon van het onbemande voertuig het geluidssignaal. In combinatie met de richtingsfunctie van het akoestische apparaat hielp dit bij het lokaliseren van de positie van de beknopelde personen, waardoor er nauwkeurige aanwijzingen werden gegeven voor de verdere redding. Tijdens deze reddingsactie hielp de combinatie van het afstandsbediende akoestische apparaat en het onbemande voertuig het reddingsteam om binnen 2 uur 3 beknopelde personen te vinden, wat de efficiëntie aanzienlijk verbeterde in vergelijking met de traditionele manuele verkenningsmethode, en tegelijkertijd het risico verminderde dat reddingswerkers het instabiele puin moesten betreden.