التصوير الحراري الصناعي بالذكاء الاصطناعي من PurpleRiver: وحدات LWIR المصغرة وحلول OEM

في الأتمتة الصناعية الحديثة، والروبوتات الدفاعية، والمراقبة الجوية، تحول الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (LWIR) من مجرد تصوير للرؤية الليلية إلى تحليل إشعاعي دقيق وذكاء اصطناعي على حافة المستشعر. انظر، إذا كنت قد أمضيت أي وقت في تصميم الحمولات في الورشة أو نشر الأجهزة في الميدان، فأنت تعلم أن التصوير الحراري لم يعد يقتصر على الحصول على مخطط رمادي ضبابي بعد الآن. اليوم، يتعلق الأمر كله بالقياس الإشعاعي الدقيق ومعالجة الأرقام مباشرة على المستشعر. تقود شركة قوانغتشو بيربل ريفر للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة (النهر الأرجواني) هذا التحول من خلال تقديم نوى كاميرا LWIR فائقة الصغر تجمع بين الحساسية الحرارية العالية، وتصحيح عدم الانتظام المتقدم (NUC)، وعوامل الشكل خفيفة الوزن المصممة خصيصًا للنشر المضمن الصعب. انطلاقًا من شراكات بحثية رئيسية في جامعة هونغ كونغ للعلوم والتكنولوجيا (HKUST) وبدعم من مواهب البحث والتطوير في أشباه الموصلات من هواوي هايسيليكون، تصمم PurpleRiver محركات تصوير حراري تلبي قيود SWaP الصارمة (الحجم والوزن والطاقة) دون التضحية بالدقة الإشعاعية أو وضوح التصوير.

يتطلب دمج تقنية الميكروبولومتر LWIR عالية الدقة في حمولات الطائرات بدون طيار الصغيرة، والمركبات الأرضية ذاتية القيادة (AGVs)، والبنية التحتية لفحص شبكات الطاقة الصناعية مقايضات دقيقة بين النقل البصري، وكفاءة تحويل الطاقة، وبروتوكولات الواجهة، وخطوط أنابيب المعالجة في الوقت الفعلي. إليك الأمر: إذا كانت بصرياتك تخنق الإنتاجية الحرارية أو كانت لوحة المعالجة الخاصة بك تسحب الكثير من الواط، فإن أوقات طيرانك تنخفض وتنحرف قراءاتك الحرارية. يفحص هذا الدليل التقني الفيزياء الأساسية لنوى مستشعر PurpleRiver LWIR، ويستكشف بنى استدلال الشبكة العصبية على الحافة، ويحلل التطبيقات الصناعية المستهدفة - بما في ذلك الكشف عن الألغام الأرضية ومراقبة البنية التحتية الكهربائية - ويوفر مواصفات أجهزة شاملة لمهندسي تكامل الأنظمة، ومصنعي حمولات الطائرات بدون طيار، وشركاء OEM الدفاعيين.

فيزياء وهندسة تصغير LWIR غير المبرد

تعمل وحدات الكاميرا غير المبردة بالأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (LWIR) عن طريق تحويل الإشعاع الحراري للجسم الأسود المنبعث من أسطح الأجسام إلى إشارات إلكترونية قابلة للقراءة دون الحاجة إلى محركات تبريد مبردة ضخمة ومستهلكة للطاقة. هذه الحرية التشغيلية هائلة. في الورشة، تعني إزالة المبرد أنك تتخلص من الضواغط الثقيلة، ونقاط التآكل الميكانيكية، وسحوبات الطاقة الضخمة، مما يحول أداة مختبرية ضخمة إلى نظام فائق الصغر مصمم للنشر المتنقل والتكتيكي والمضمن. من خلال فهم الفيزياء تحت الغطاء، يمكن لمصممي الأنظمة تحسين الإنتاجية البصرية، واختيار المستشعر، وخطوط أنابيب تكييف الإشارة للعمليات الحرجة للمهمة في البيئات الواقعية الصعبة.

الأساس التشغيلي لوحدات كاميرا PurpleRiver بالأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (LWIR) هو مصفوفة مستوية بؤرية (FPA) من الميكروبولومتر غير المبرد. تكتشف هذه المستشعرات الصلبة المتخصصة الإشعاع الكهرومغناطيسي الموجود بدقة ضمن نافذة النقل الجوي من 8 ميكرومتر إلى 14 ميكرومتر. هذه الحزمة الموجية الطيفية ذات قيمة خاصة للتحليل الحراري الصناعي لأن الانبعاثات السطحية المحيطة تبلغ ذروتها بالقرب من درجة حرارة الغرفة (300 كلفن) وفقًا لقانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود. في هذه الحزمة، يتم تقليل الامتصاص الجوي الناتج عن بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والأوزون، مما يسمح للإشعاع الحراري بالانتشار عبر مسافات طويلة مع تدهور محدود للإشارة.

1 مصفوفات الميكروبولومتر ونطاق الحساسية الطيفية (8-14 ميكرومتر)

يتكون كل بكسل فردي داخل مصفوفة الميكروبولومتر من غشاء ممتص معلق مصغر مدعوم بأرجل دقيقة مشكّلة آليًا ومثبتة على ركيزة من دائرة متكاملة لقراءة الإشارة (ROIC) من السيليكون. يتم تصميم مادة الامتصاص بشكل أساسي باستخدام أكسيد الفاناديوم (VOx) أو السيليكون غير المتبلور (a-Si). عندما يصطدم الإشعاع الوارد بالأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة بالغشاء المعلق، يتم امتصاص الطاقة، مما يتسبب في ارتفاع فوري في درجة الحرارة الفيزيائية الموضعية للغشاء. يغير هذا الارتفاع في درجة الحرارة المقاومة الكهربائية للمادة.

تطبق دائرة ROIC الأساسية جهد انحياز أو تيارًا موحدًا عبر كل بكسل لقياس هذا التحول في المقاومة، محولة التغير الحراري الفيزيائي إلى جهد تناظري متناسب. يتم اختيار تقنية غشاء أكسيد الفاناديوم (VOx) لمستشعرات PurpleRiver عالية الجودة لأنها تظهر معامل درجة حرارة مقاومة (TCR) فائق يبلغ حوالي -2% إلى -3% لكل كلفن في درجة حرارة الغرفة. ينتج عن معامل TCR العالي هذا حساسية استجابة حرارية استثنائية، وحد أدنى من الضوضاء الكهربائية، وثوابت زمنية حرارية سريعة لاستجابة البكسل أقل من 10 مللي ثانية، مما يتيح التقاط فيديو سلس في الوقت الفعلي بمعدل 50 هرتز/60 هرتز بدون ضبابية الحركة.

2 تقليصات تباعد البكسل: الانتقال من مستشعرات VOx/a-Si بحجم 17 ميكرومتر إلى 12 ميكرومتر

يتمثل أحد التطورات التكنولوجية الأساسية في الهندسة الحرارية الحديثة في تقليل تباعد بكسل المستشعر من معايير 17 ميكرومتر القديمة إلى 12 ميكرومتر، وحتى إلى بنى تحت 10 ميكرومتر. يتيح الانتقال إلى تباعد بكسل 12 ميكرومتر لمصممي الميكروبولومتر حزم عدد أكبر بكثير من عناصر الاستشعار الحراري في مساحة فيزيائية نشطة أصغر. على سبيل المثال، مصفوفة عالية الدقة 640×512 مصنعة بتباعد بكسل 12 ميكرومتر لها قطر مستشعر نشط يبلغ حوالي 9.8 مم، مقارنة بـ 14.0 مم لمصفوفة مستشعر 17 ميكرومتر القديمة.

يوفر هذا الانكماش البعدي العديد من المزايا الفيزيائية التحويلية للتطبيقات الصناعية المقيدة بـ SWaP:

• ⚙️ متطلبات فتحة بصرية مخفضة: نظرًا لأن بصمة المستوى البؤري أصغر، تتطلب العدسات المصممة لمصفوفات 12 ميكرومتر أطوالاً بؤرية أقصر بكثير لتحقيق مجالات رؤية (FOV) متطابقة. تقلل العناصر البصرية الأصغر بشكل مباشر الكتلة والحجم المطلوبين لعناصر زجاج الجرمانيوم (Ge) الكثيفة والمكلفة بنسبة تصل إلى 40%.
• ✅ تعزيز تصغير النظام: متطلبات الفتحة البصرية المخفضة: هيروس إلكتريك, نظرًا لأن مساحة المستوى البؤري أصغر، فإن العدسات المصممة لمصفوفات 12 ميكرومتر تتطلب أطوالًا بؤرية أقصر بكثير لتحقيق مجالات رؤية متطابقة. تقلل العناصر البصرية الأصغر مباشرة من الكتلة والحجم المطلوبين لعناصر زجاج الجرمانيوم باهظة الثمن وعالية الكثافة بنسبة تصل إلى 40%.

تصغير محسّن للنظام:

تسمح حزم المستشعرات المنكمشة والبصريات خفيفة الوزن بإيواء محركات الكاميرا الحرارية الكاملة - مثل سلسلة PurpleRiver المصغرة - ضمن مساحة فائقة الصغر تبلغ 21 مم × 21 مم. تتناسب هذه الوحدات بسهولة داخل محاور الطائرات بدون طيار الصغيرة، والمناظير الأحادية المحمولة، والحمولات الروبوتية المدمجة. تضمن التوصيلات الكهربائية الموثوقة وعالية الكثافة من لوحة إلى لوحة، مثل تلك المصنعة بواسطة.

، تدفق إشارة قوي عالي السرعة بين مجموعة المستشعرات المصغرة ولوحات الناقل المضيفة.

3 الحساسية الحرارية (NETD <30mK إلى <50mK) والدقة الإشعاعية

فرق درجة الحرارة المكافئ للضوضاء هو الرقم الرئيسي للجدارة عند تقييم الحساسية الحرارية. يُعبَّر عنه بالميلي كلفن، ويمثل فرق درجة الحرارة المستهدفة الذي تكون عنده نسبة الإشارة إلى الضوضاء مساوية للواحد. ببساطة، تعني قيمة فرق درجة الحرارة المكافئ للضوضاء المنخفضة أن المستشعر يمكنه تمييز اختلافات حرارية أدق وأكثر دقة عبر المشهد. هذا أمر بالغ الأهمية عندما تحاول التقاط أهداف مموهة أو تحديد شذوذات التسخين الكهربائي الصغيرة قبل أن ينفجر القاطع. تحقق وحدات PurpleRiver الأساسية العاملة بالأشعة تحت الحمراء ذات الموجة الطويلة حساسية عالية، حيث تصل إلى مستويات فرق درجة الحرارة المكافئ للضوضاء أقل من 30 ملي كلفن إلى 50 ملي كلفن عند إعدادات فتحة بصريات f/1.0. يسمح هذا الأداء لوحدات PurpleRiver بتمييز تفاصيل التدرج السطحي الطفيفة حتى في الظروف الجوية الصعبة مثل الضباب أو المطر الخفيف أو الدخان الجوي الكثيف. تقترن الحساسية الفيزيائية العالية بخوارزميات معايرة إشعاعية شاملة تعمل مباشرة على المعالجات المدمجة: إشعاع السطح المستهدف = f( درجة حرارة المشهد، درجة حرارة مصفوفة المستوى البؤري، انبعاثية السطح، النفاذية الجوية ).

تكامل الذكاء الاصطناعي على الحافة وتحليلات الحرارية على النواة

تقوم معالجات الإشارة الرقمية المدمجة بحساب معايرات درجة الحرارة باستمرار باستخدام قياسات الثرمستور الداخلية في الوقت الفعلي لضبط الانجراف الحراري عبر نطاقات التشغيل المحيطة (-40 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية). تقوم خوارزميات التصحيح الرقمي لعدم الانتظام تلقائيًا بتطبيع إزاحات البكسل الأساسية، مما يزيل ضوضاء النمط الثابت دون الحاجة إلى دورات غالق ميكانيكي ضخمة أثناء نوافذ المراقبة الحرجة. بالنسبة للفيديو المستمر عالي النطاق الترددي وتدفق القياس عن بعد، فإن أنظمة مثل.

الوحدة الحرارية غير المبردة بالأشعة تحت الحمراء RJ45 CVBS RTSP

يؤدي تشغيل الشبكات العصبية الالتفافية (CNNs) مباشرة على أجهزة المعالجة المضمنة إلى التخلص من تأخيرات الإرسال عبر الشبكة والضغط على النطاق الترددي. تولد تدفقات الفيديو الحراري القياسية كميات كبيرة من البيانات - يولد تدفق قياس إشعاعي خام بدقة 640×512 و16 بت يعمل بمعدل 30 إطارًا في الثانية معدلات بيانات تتجاوز 150 ميجابت في الثانية. يؤدي الإرسال المستمر للفيديو الخام عبر وصلات التردد اللاسلكي بعيدة المدى إلى استهلاك طاقة بطارية كبيرة، وإدخال زمن انتقال عالٍ للفيديو (غالبًا 200-500 مللي ثانية)، ويجعل العمليات عرضة للتداخل اللاسلكي، أو التشويش، أو تلاشي الإشارة الجوية.

يعالج PurpleRiver هذه التحديات باستخدام بنية معالجة Edge AI تدمج وحدات المعالجة العصبية (NPUs) منخفضة الطاقة مباشرة إلى جانب دوائر ROIC لمقياس الميكروبولومتر. تتولى الأجهزة المحلية معالجة التدرج الحراري المكاني، وتشغيل نماذج الرؤية الكمية للتعلم العميق محليًا في أقل من 15 مللي ثانية. بدلاً من إخراج تغذيات فيديو خام ثقيلة، يمكن للوحدة العمل في وضع القياس عن بعد ذي النطاق الترددي المنخفض، حيث ترسل فقط إحداثيات مربعات الإحاطة المدمجة، أو قياسات درجة الحرارة عن بعد، أو إشارات الإنذار الآلية عبر وصلات الراديو بعيدة المدى. يضمن هذا التصميم تشغيلاً موثوقًا ومستمرًا حتى عند انقطاع الاتصالات اللاسلكية عن بعد.

2 خطوط أنابيب الرؤية الحاسوبية: اكتشاف الأجسام، واكتشاف الشذوذ، وتساوي درجة الحرارة الإشعاعي

تمثل الصور الحرارية تحديات فريدة في معالجة الصور مقارنة بتغذيات RGB التقليدية للطيف البصري. تفتقر الصور الحرارية إلى الأنسجة البصرية، والإشارات اللونية البصرية الدقيقة، وملامح الظل، بينما يتغير تباين المشهد المستهدف بناءً على درجات الحرارة المحيطة اليومية، والطقس المحلي، والديناميكيات الحرارية التشغيلية.

للتغلب على هذه التحديات، تعالج خطوط أنابيب الرؤية المضمنة في PurpleRiver بيانات المصفوفة الإشعاعية الخام ذات 14 بت إلى جانب تدفقات بصرية معيارية ذات 8 بت:

• 🔥 استخراج تساوي درجة الحرارة الإشعاعي: تعزل خطوط تساوي درجة الحرارة نطاقات درجة حرارة محددة عبر المصفوفة. يقوم معالج الرؤية بوضع علامات على البكسلات التي تتجاوز العتبات الحرارية المطلقة المحددة (على سبيل المثال، تحديد ملامسات قضبان التوصيل الكهربائية التي تعمل فوق 85 درجة مئوية).
• ⚡ تحسين التباين الديناميكي (DCE): تقوم خوارزميات معادلة المدرج التكراري المكاني المدمجة بقياس النطاق الديناميكي البصري ديناميكيًا إطارًا تلو الآخر، مما يعزز الأهداف منخفضة التباين دون التعريض المفرط للنقاط الحرارية الساخنة الموضعية.
• 🧠 تصنيف الأهداف بالشبكة العصبية العميقة: تعمل هياكل شبكات YOLO (أنت تنظر مرة واحدة فقط) وMobileNet خفيفة الوزن، المدربة خصيصًا على مجموعات بيانات كبيرة من الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة، مباشرة على مسرع NPU المدمج. تحدد هذه النماذج الأهداف بناءً على الخطوط الحرارية المميزة بدلاً من ميزات السطح البصري، مما يحافظ على معدلات اكتشاف عالية في الظلام الدامس، أو الدخان الكثيف، أو الغطاء النباتي الطبيعي الكثيف. يمكن لمطوري الأنظمة أيضًا توصيل هذه النوى بوحدات الحوسبة الطرفية الشائعة، مثل راسبيري باي عبر اتصالات USB أو SPI القياسية، مما يتيح نشر الخوارزميات المخصصة والنمذجة الأولية.

3 مسرعات الأجهزة: بنى NPU والاستدلال منخفض الطاقة

يتطلب نشر خطوط أنابيب الشبكات العصبية العميقة على الطائرات بدون طيار الصغيرة التي تعمل بالبطارية والروبوتات الميدانية كفاءة عالية في استهلاك الطاقة. تستخدم محركات كاميرا PurpleRiver LWIR دوائر متكاملة محددة التطبيق (ASICs) ومسرعات أجهزة FPGA فائقة الانخفاض في استهلاك الطاقة محسّنة خصيصًا لضرب المصفوفات الموترية:

• ⚙️ محرك التكميم INT8: يتم تحويل نماذج الشبكات العصبية من تنسيقات الدقة ذات الفاصلة العائمة 32 بت (FP32) إلى تنسيقات الدقة الصحيحة 8 بت (INT8). وهذا يقلل من إجمالي عرض النطاق الترددي لذاكرة DRAM ومتطلبات تخزين النموذج بنسبة تصل إلى 75% مع تدهور ضئيل في دقة اكتشاف الأجسام.
• ⚡ أنابيب DMA للقراءة المباشرة: تتدفق الإطارات الإشعاعية الخام غير المضغوطة 14 بت مباشرة من ROIC للميكروبولومتر إلى ذواكر التخزين المؤقت SRAM لوحدة NPU عبر قنوات الوصول المباشر للذاكرة (DMA). يؤدي تجاوز أنظمة ناقل وحدة المعالجة المركزية الرئيسية إلى تقليل عبء نقل الذاكرة ويمنع فقدان الإطارات أثناء أحمال المعالجة القصوى.
• 🔋 الميزانية منخفضة الطاقة للغاية: يعمل خط أنابيب المعالجة الكامل - بما في ذلك تنظيم طاقة المستشعر، وتقليل الضوضاء الرقمية، وحساب درجة الحرارة الإشعاعية، وتنفيذ استدلال NPU - ضمن نطاق طاقة منخفض يتراوح بين 1.5 واط و 2.5 واط. تحافظ كفاءة الطاقة الحرارية هذه على عمر البطارية للمنصات الجوية خفيفة الوزن. بالنسبة لعمليات النشر العالمية التي تتطلب تخصيصًا محليًا للبرامج المترية، يمكن للمطورين الرجوع إلى المواصفات الفنية التفصيلية في نواة كاميرا القياس الإشعاعي LWIR وثائق المنتج.

التطبيقات الصناعية والدفاعية الرئيسية

إن الجمع بين مصفوفات الميكروبولومتر LWIR عالية الحساسية، والملامح الميكانيكية المدمجة، ومعالجة Edge AI على النواة يجعل وحدات PurpleRiver الحرارية قابلة للتكيف عبر مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية والتجارية والدفاعية الصعبة.

1 تكامل حمولة الطائرات بدون طيار للتفتيش الجوي وكشف الألغام الأرضية/الذخائر غير المنفجرة

تشكل الألغام الأرضية غير المكتشفة والذخائر غير المنفجرة (UXO) والأجهزة المتفجرة المرتجلة (IEDs) مخاطر سلامة مستمرة في مناطق ما بعد النزاع حول العالم. إن إزالة الألغام الأرضية يدويًا باستخدام أجهزة الكشف عن المعادن التقليدية أمر خطير ويتطلب عمالة كثيفة وبطيء. توفر منصات الطائرات بدون طيار خفيفة الوزن المجهزة بمحركات التصوير الحراري PurpleRiver بديلاً محمولاً جواً للمسح غير التلامسي للمناطق الواسعة.

يعتمد الكشف الجوي عن التهديدات المدفونة على قياس اختلافات القصور الذاتي الحراري بين الأغلفة المعدنية أو البلاستيكية المدفونة والتربة السطحية المحيطة. خلال دورات التسخين الشمسي العادية ليلاً ونهارًا، تمتص التربة السطحية الطاقة الحرارية وتبددها بمعدلات مختلفة عن الأجسام الكثيفة المدفونة. هذا الاختلاف الحراري يخلق تدرجات حرارة سطحية محلية صغيرة فوق الأهداف المدفونة مباشرة:

• ☀️ مرحلة الإشعاع الشمسي (النهار): تمتص التربة السطحية الإشعاع الشمسي بسرعة، بينما تمتص الأجسام الكثيفة المدفونة الحرارة بمعدل أبطأ، مما يشكل "بقعًا باردة" سطحية محلية."
• 🌙 مرحلة التبريد الإشعاعي (الليل): تشع التربة السطحية الطاقة الحرارية بسرعة إلى السماء، بينما تفرغ الأغلفة المدفونة الحرارة المحتجزة ببطء إلى الأعلى، مما يشكل "بقعًا ساخنة" سطحية مرئية."

نظرًا لأن هذه الفروق في درجات الحرارة السطحية غالبًا ما تكون أقل من 0.1 درجة مئوية (100 ملي كلفن)، فإن الكشف يتطلب حساسية عالية للمستشعر. توفر وحدات PurpleRiver الحرارية الصغيرة 256×192 و 640×512 حساسية NETD أقل من 40 ملي كلفن، مما يمكنها من التقاط هذه التواقيع الحرارية الدقيقة. عند تركيبها على محاور تثبيت الطائرات بدون طيار ثلاثية المحاور، يقوم محرك Edge AI الموجود على اللوحة بتشغيل خوارزميات تجميع مكاني تقوم تلقائيًا بوضع علامات على الشذوذ الحراري المشبوه، ووسمها ببيانات GPS الوصفية في الوقت الفعلي للسماح لفرق الإزالة بالتركيز على مواقع الأهداف المؤكدة.

2 مراقبة البنية التحتية لشبكة الطاقة وتحليل النقاط الساخنة في المحطات الفرعية

تتطلب شبكات توزيع الطاقة الكهربائية مراقبة مستمرة لمنع الأعطال الكارثية للمعدات، وحالات انقطاع التيار المكلفة، وحرائق المحولات. تولد توصيلات قضبان التوصيل المعيبة، والعوازل عالية الجهد المتدهورة، وأحمال الطور غير المتوازنة، والمفاتيح الكهربائية الداخلية المعطلة تسخينًا مقاومًا موضعيًا (خسائر $I^2R$) قبل حدوث العطل المادي للمكون بفترة طويلة.

يتيح نشر محركات كاميرات PurpleRiver العاملة بالأشعة تحت الحمراء ذات الموجة الطويلة (LWIR) والمزودة بقدرة قياس إشعاعي في حاويات محيطية آلية دوارة ومائلة أو طائرات مراقبة بدون طيار إمكانية التتبع الحراري المستمر دون تلامس عبر المحطات الكهربائية الفرعية. يراقب المحرك الإشعاعي للكاميرا درجات الحرارة السطحية المطلقة عبر البنية التحتية الكهربائية الحيوية مقابل عتبات أمان محددة مسبقًا:

• ✅ النطاق الحراري التشغيلي الطبيعي: تعمل المكونات ضمن حدود درجة الحرارة المحيطة المتوقعة (فرق درجة الحرارة أقل من 10 درجات مئوية).
• ⚠️ حالة التنبيه (فرق درجة الحرارة من 10 إلى 30 درجة مئوية): يشير إلى ارتفاع مبكر في مقاومة التلامس؛ تتم جدولته للصيانة الوقائية الروتينية.
• 🚨 مستوى العطل الحرج (فرق درجة الحرارة يتجاوز 40 درجة مئوية): يشير إلى تدهور مقاوم شديد؛ ويطلق تنبيهات عزل آلية فورية للنظام لمنع تلف المعدات.

إذا تجاوز تلامس مفتاح مراقب العتبات الحرارية المحددة مسبقًا، يصدر قلب الكاميرا الحراري تلقائيًا رسائل تنبيه فورية عبر البروتوكولات الصناعية (Modbus أو RTSP أو MQTT). يسمح هذا الإبلاغ الآلي لمشغلي المرافق بمعالجة الأعطال الناشئة مبكرًا، مما يطيل عمر المكونات ويقلل من انقطاعات التيار الكهربائي غير المخطط لها.

3 الروبوتات المستقلة وأنظمة الدفاع الأمني المحيطي

بالنسبة للمركبات الأرضية غير المأهولة (UGVs)، وروبوتات التوصيل المستقلة، ومحيطات الدفاع الآلية، تواجه الكاميرات البصرية المرئية القياسية صعوبات في ظروف انعدام الضوء، والضباب الكثيف، والدخان الجوي، أو الوهج المباشر الشديد. تعمل كاميرات الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة الطويلة بشكل موثوق في هذه البيئات الصعبة لأنها تكتشف البصمات الحرارية المنبعثة بدلاً من الاعتماد على الضوء المحيط المنعكس.

تتكامل وحدات كاميرات PurpleRiver العاملة بالأشعة تحت الحمراء ذات الموجة الطويلة (LWIR) بسهولة في الحمولات متعددة المستشعرات إلى جانب مستشعرات LiDAR والكاميرات البصرية ومستشعرات الرادار. تعالج الشبكات العصبية المدمجة الصور الحرارية الواردة بمعدلات إطارات تصل إلى 60 هرتز، وتكتشف حركة البشر ومحركات المركبات والماشية عبر مسافات طويلة. يمكن لمطوري الأنظمة الذين يبحثون عن تفاصيل شاملة لمكونات المستشعرات استكشاف الخيارات على منصة حلول التصوير الحراري من PurpleRiver.

أجهزة PurpleRiver ومحرك التخصيص OEM

غالبًا ما تتطلب التطبيقات الصناعية والتجارية والدفاعية تكاملًا مخصصًا للأجهزة بدلاً من بناء كاميرات جاهزة. توفر PurpleRiver خدمات تصميم OEM و ODM شاملة، وتقدم تكوينات مرنة عبر تخطيطات اللوحات والعناصر البصرية وواجهات الاتصال عالية السرعة.

1 هندسة عامل الشكل: تخطيطات فائقة الصغر 21 مم × 21 مم

تشكل القيود المكانية المادية تحديًا تصميميًا رئيسيًا عند دمج الوحدات الحرارية في محاور الطائرات بدون طيار الدقيقة، والأنظمة التكتيكية القابلة للارتداء، وأدوات الفحص المحمولة. تحل PurpleRiver هذه المشكلة باستخدام تقنيات تكديس ثنائي الفينيل متعدد الكلور الصلب المرن عالي الكثافة ومتعدد الطبقات. تتلاءم مجموعة المستشعرات الأساسية، ودوائر إدارة الطاقة المتكاملة (PMICs)، ومشغلات ROIC للمقياس الميكروبولومتري، وكتل معالجة NPU للأجهزة ضمن 21 مم × 21 مم مقطع مادي مصغر.

يقلل عامل الشكل الدقيق هذا الوزن الإجمالي للوحدة إلى 15 جرامًا (بدون مجموعات العدسات). يقلل تقليل كتلة الحمولة من الضغط على محاور المحركات ويساعد في إطالة عمر بطارية الطيران الإجمالي لمنصات الطائرات بدون طيار المحمولة جوًا.

2 تخصيص العدسات والبصريات: من التركيز الثابت إلى أنظمة الجرمانيوم متعددة البؤر

نظرًا لأن الإشعاع الحراري طويل الموجة تحت الحمراء (8-14 ميكرومتر) لا يمكنه المرور عبر الزجاج البصري القياسي، يلزم استخدام عدسات جرمانيوم (Ge) أو زجاج كالكوجينيد المتخصصة مع طلاءات مخصصة مضادة للانعكاس. توفر PurpleRiver مجموعة متعددة الاستخدامات من الأنظمة البصرية المثبتة في المصنع والمصممة خصيصًا لتطبيقات ميدانية محددة:

• 🔍 بصريات مجال الرؤية الواسع (5.0 مم، 9.0 مم، 13 مم): عدسات واسعة الزاوية مصممة للوعي الظرفي قصير المدى، والروبوتات المتنقلة الداخلية، وفحص المعدات عن قرب.
• 🎯 بصريات الفحص متوسطة المدى (18 مم، 35 مم، 50 مم): عدسات متوازنة مناسبة لرسم خرائط الطائرات بدون طيار على ارتفاعات متوسطة، وأمن المحيط، والمراقبة الحرارية الزراعية.
• 🔭 بصريات التقريب طويلة المدى (75 مم، 100 مم، 150 مم): عدسات تقريب ضيقة مجال الرؤية مُحسَّنة لتتبع الأهداف بعيدة المدى، والمراقبة الساحلية، وصيانة خطوط الطاقة على ارتفاعات عالية.
• 🛡️ طلاءات العدسات الواقية: تحمي الطلاءات الخارجية الكربونية شبه الماسية (DLC) عناصر العدسة الأمامية المكشوفة من تآكل رذاذ الملح الجوي، والرمال المتطايرة، والخدوش المادية في البيئات الخارجية القاسية.

3 واجهات الفيديو الرقمية والتناظرية: USB، MIPI، CVBS، RJ45 Ethernet RTSP

لضمان التوافق عبر أنظمة مضيفة متنوعة، توفر وحدات الكاميرا الحرارية من PurpleRiver مجموعة شاملة من واجهات إخراج الفيديو:

• 🔌 USB 2.0 / USB Type-C (معيار UVC): بث فيديو يعمل بالتوصيل والتشغيل ونقل بيانات إشعاعية متوافق مع برامج أنظمة Windows و Linux و Android و macOS المضيفة دون الحاجة إلى برامج تشغيل مخصصة.
• ⚡ الإخراج الرقمي MIPI-CSI2: واجهات رقمية مباشرة غير مضغوطة مصممة لاتصال كابل شريطي منخفض الكمون بمعالجات التطبيقات المضمنة (مثل NVIDIA Jetson و Rockchip و NXP i.MX).
• 🌐 إيثرنت صناعي RJ45 بمقاومة IP ترميز مدمج للأجهزة لبث شبكة RTSP و ONVIF و HTTP، مثالي لشبكات التثبيت الصناعية الثابتة.
• 📺 الإخراج التناظري CVBS القديم: إشارات فيديو مركبة بدون كمون للاتصال المباشر بشاشات العرض القديمة ووصلات التردد اللاسلكي التناظرية بعيدة المدى.

المنتجات المميزة: مقارنة نوى PurpleRiver الحرارية LWIR

فيما يلي تفصيل للميزات التقنية لنوى الكاميرا الحرارية المصغرة LWIR غير المبردة الرائدة من PurpleRiver، مما يوضح قدراتها على التكامل لأنظمة الطائرات بدون طيار والدفاع ومراقبة شبكات الطاقة.

وحدة كاميرا تصوير حراري مصغرة غير مبردة LWIR بدقة 256*192

تستخدم وحدة الكاميرا الحرارية المصغرة غير المبردة LWIR بدقة 256 كاشفات عالية الأداء تعمل بالأشعة تحت الحمراء للحصول على تصوير حراري واضح وقياس دقيق لدرجة الحرارة. تلتقط الأشعة تحت الحمراء وتخرج صورًا حرارية موحدة مع بيانات إشعاعية كاملة. يجعلها عامل شكلها خفيف الوزن مثالية لتكامل الطائرات بدون طيار الدقيقة والكشف عن الألغام الأرضية تحت السطحية.

الدقة	256 × 192 بكسل
النطاق الطيفي	8 ميكرومتر – 14 ميكرومتر (الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة)
مادة الكاشف	ميكروبولومتر أكسيد الفاناديوم (VOx) غير المبرد
تباعد البكسل	بنية 12 ميكرومتر
الحساسية الحرارية (NETD)	< 50 ملي كلفن عند f/1.0 @ 25 درجة مئوية
التطبيقات الأساسية	الكشف عن الألغام تحت السطح، والطائرات بدون طيار الدقيقة، وأدوات الفحص المحمولة باليد

عرض تفاصيل المنتج والأسعار ➔

وحدة نواة كاميرا تصوير حراري مصغَّرة LWIR USB غير مبرَّدة بدقة 640*512

توفر وحدة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء غير المبردة المصغرة هذه صورًا واضحة وحجمًا مصغرًا وتكلفة منخفضة. تتميز ببصمة مدمجة 21 مم × 21 مم، وتدعم أطوالاً بؤرية متعددة للعدسات (5/9/13/18/35/50/75/100/150 مم)، ودقة اختيارية 640×480، وأداءً موثوقًا، وقدرة قوية على التكيف البيئي للحمولات المحمولة جواً بدون طيار وأنظمة الأمن بعيدة المدى.

الدقة	640 × 512 بكسل (640×480 اختياري)
النطاق الطيفي	8 ميكرومتر – 14 ميكرومتر (الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة)
أبعاد الوحدة	تصميم فائق الصغر 21 مم × 21 مم
تباعد البكسل	محرك بكسل 12 ميكرومتر
الحساسية الحرارية (NETD)	< 30 مللي كلفن إلى < 40 مللي كلفن عند f/1.0 @ 25 درجة مئوية
خيارات العدسات	خيارات 5 / 9 / 13 / 18 / 35 / 50 / 75 / 100 / 150 مم

عرض تفاصيل المنتج والأسعار ➔

الأسئلة الشائعة المتعمقة (FAQ)