Wytrzymałe komputery wbudowane to pokładowe platformy obliczeniowe zaprojektowane do pozyskiwania danych z czujników, uruchamiania oprogramowania sterującego, zarządzania ładunkami oraz obsługi funkcji autonomicznych w bezzałogowych statkach powietrznych (UAV), bezzałogowych pojazdach lądowych (UGV), bezzałogowych pojazdach podwodnych (UUV) oraz systemach robotycznych. Obsługują one zadania z zakresu rozpoznania, obserwacji i zwiadu (ISR), fuzji danych z czujników, widzenia maszynowego, routingu komunikacyjnego oraz nawigacji w warunkach braku dostępu do systemu GNSS.
Na tej stronie przedstawiono czołowych producentów wytrzymałych komputerów wbudowanych, w tym dostawców komputerów typu SBC, systemów typu „computer-on-module”, platform VPX oraz rozwiązań do montażu w szafach rackowych.
Przeczytaj Przegląd technologii
Rozwiązania do przetwarzania i strumieniowego przesyłania wideo z wykorzystaniem sztucznej inteligencji brzegowej zapewniające świadomość sytuacyjną w czasie rzeczywistym dla bezzałogowych statków powietrznych i systemów bezzałogowych o znaczeniu krytycznym
Wytrzymałe naziemne stacje kontroli (GCS), specjalne uprzęże i gotowe rozwiązania dla bezzałogowych systemów i robotów o znaczeniu krytycznym
Przemysłowe systemy komputerowe do zastosowań w sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowym
Wysokowydajne, wytrzymałe wyświetlacze i niestandardowe rozwiązania HMI dla bezzałogowych systemów o znaczeniu krytycznym
Solidne rozwiązania komputerowe dla bezzałogowych statków powietrznych (UAV) i systemów bezzałogowych o znaczeniu krytycznym
Niezwykle niezawodne, wytrzymałe rozwiązania sprzętowe dla bezzałogowych statków powietrznych i systemów bezzałogowych o znaczeniu krytycznym, działających w ekstremalnych warunkach
Elektrooptyczny nadzór i przetwarzanie obrazu wideo dla systemów bezzałogowych i zastosowań przeciwdziałających dronom
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Wytrzymałe komputery wbudowane, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Wytrzymałe komputery wbudowane zapewniają przetwarzanie na pokładzie w celu pozyskiwania danych z czujników, uruchamiania oprogramowania sterującego, zarządzania ładunkami oraz wspierania autonomicznego podejmowania decyzji w wymagających środowiskach. W bezzałogowym statku powietrznym (UAV) mogą one pełnić funkcję komputera misji, kontrolera ładunku, rejestratora danych, bramki komunikacyjnej lub procesora percepcyjnego.
W odróżnieniu od standardowych komputerów dostępnych na rynku, systemy wzmocnione są zaprojektowane z myślą o odporności na wibracje, wstrząsy, ekstremalne temperatury, wysokość, wilgotność, zakłócenia elektryczne, zakłócenia elektromagnetyczne, pył, wilgoć oraz ograniczony przepływ powietrza. Wzmocniony komputer wbudowany w bezzałogowy statek powietrzny (UAV) musi również spełniać rygorystyczne wymagania dotyczące rozmiarów, masy, zasilania i chłodzenia, a jednocześnie tolerować wahania napięcia zasilania statku powietrznego. Podobne wymagania dotyczą bezzałogowych pojazdów lądowych (UGV), bezzałogowych pojazdów podwodnych (UUV) oraz platform robotycznych.
Wytrzymałe komputery wbudowane firmy Review Display Systems, systemy wbudowane x86.
Wytrzymałe komputery typu box integrują procesory, pamięć, nośniki danych, układ zasilania oraz interfejsy w szczelnej lub wzmocnionej obudowie. Ich samowystarczalna konstrukcja ułatwia instalację w sytuacjach, gdy wymagane są połączenia Ethernet, szeregowe, Controller Area Network (CAN), Universal Serial Bus (USB), wideo lub czujnikowe.
Komputer jednopłytkowy (SBC) łączy podstawowe funkcje przetwarzania na jednej kompaktowej płytce. Komputery te nadają się do systemów o ograniczonej przestrzeni, zintegrowanych z czujnikami, autopilotami lub niestandardową elektroniką. Modele wzmocnione mogą zawierać komponenty przystosowane do pracy w rozszerzonym zakresie temperatur, powłokę konformalną, złącza blokowane oraz chłodzenie przewodzące.
Systemy typu „Computer-on-Module” oddzielają procesor, pamięć i główny chipset od płyty nośnej dostosowanej do konkretnego zastosowania. Umożliwia to stosowanie niestandardowych interfejsów bez konieczności przeprojektowywania głównej architektury przetwarzania. Modernizacje są możliwe tylko wtedy, gdy rozkład pinów, ograniczenia mocy, oprogramowanie układowe, wymagania termiczne oraz dostępność pozostają kompatybilne.
Komputery VPX wykorzystują karty modułowe i szybkie przełączane płyty główne, natomiast standard OpenVPX definiuje profile mające na celu poprawę interoperacyjności. Systemy te obsługują zadania związane z radarami, wojną elektroniczną (EW), obrazowaniem oraz fuzją danych z czujników, z wykorzystaniem procesorów, akceleratorów, przełączników sieciowych i modułów pamięci masowej.
Architektury CompactPCI zapewniają modułowe przetwarzanie danych dzięki znormalizowanym kartom i płytom tylnym. CompactPCI Serial dodaje interfejsy, takie jak PCI Express, Ethernet, Serial ATA (SATA) oraz USB. Systemy te obsługują sterowanie rozproszone, komunikację oraz akwizycję danych w bezzałogowych platformach o długim cyklu życia.
Systemy PC/104 i PCIe/104 wykorzystują płytki, które można układać w stosy, tworząc kompaktowe komputery bez tradycyjnej płyty montażowej. Ich niewielkie wymiary sprawiają, że nadają się one do pojazdów o ograniczonej przestrzeni, choć zarządzanie temperaturą, integralność sygnału oraz mocowanie mechaniczne wymagają starannego zaprojektowania.
Obudowy typu Air Transport Rack (ATR) stanowią solidne obudowy dla modułowych kart przetwarzających. Mogą one wykorzystywać chłodzenie przewodzeniowe, zamki klinowe, filtrowany przepływ powietrza lub chłodzenie wspomagane cieczą. Systemy ATR nadają się do zastosowań wymagających wymiennych modułów, wysokiej gęstości obliczeniowej oraz kontrolowanego odprowadzania ciepła.
Wytrzymałe komputery do montażu w szafie oferują większe możliwości rozbudowy niż systemy kompaktowe. Znajdują zastosowanie w mobilnych stanowiskach dowodzenia, naziemnych stacjach kontroli (GCS), ośrodkach planowania misji oraz przenośnych schronach. Wzmocniona konstrukcja, redundantne pamięci masowe, karty graficzne oraz interfejsy sieciowe zapewniają obsługę zadań nadzorczych.
Wytrzymały wbudowany system komputerowy firmy Neousys Technology, model Nuvo-9154GC.
Wybór procesora decyduje o tym, jak skutecznie wytrzymały komputer wbudowany może rozdzielać obciążenia związane ze sterowaniem, percepcją, komunikacją, pamięcią masową oraz przetwarzaniem danych misji. Projektanci muszą znaleźć równowagę między wydajnością a zużyciem energii, wydzielaniem ciepła, kompatybilnością oprogramowania, działaniem w czasie rzeczywistym, cyberbezpieczeństwem oraz narzędziami programistycznymi.
Ostateczną architekturę należy dobrać na podstawie zmierzonych obciążeń, najgorszego scenariusza czasowego, przepustowości, ograniczeń termicznych oraz reakcji na awarie, a nie wyłącznie na podstawie szczytowej wydajności. Istotny znaczenie mają również wybór systemu operacyjnego, podział oprogramowania, synchronizacja, moduły nadzorujące oraz zachowanie zapewniające bezpieczeństwo w przypadku awarii.
Komputery do wizji maszynowej przetwarzają dane z kamer widzialnych, na podczerwień, wielospektralnych, głębiowych oraz opartych na zdarzeniach. Obsługują one klasyfikację obiektów, śledzenie celów, inspekcję, wspomaganie lądowania, ocenę terenu oraz omijanie przeszkód. Lokalne przetwarzanie zmniejsza ilość przesyłanych danych, jednak należy zweryfikować wydajność modeli, kontrolę aktualizacji oraz zachowanie w warunkach obniżonej wydajności.
Użytkownicy systemów wywiadowczych, obserwacyjnych i rozpoznawczych (ISR) generują obrazy, materiały wideo, dane radarowe oraz metadane. Wytrzymałe komputery wbudowane koordynują działanie czujników, kompresują dane, rejestrują informacje dotyczące misji oraz przygotowują dane wyjściowe do transmisji. Przetwarzanie i przechowywanie danych muszą być dostosowane do wymagań dotyczących rozdzielczości, częstotliwości odświeżania, cyklu pracy, czasu trwania rejestracji oraz ochrony danych.
Fuzja czujników łączy dane z kamer, radarów, systemów LiDAR, czujników inercyjnych, odbiorników globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GNSS), systemów akustycznych oraz innych źródeł. Komputer dokonuje synchronizacji danych w czasie i przestrzeni. Niezbędne są synchronizacja, kalibracja, pomiar opóźnień oraz zarządzanie poziomem pewności.
Wytrzymałe systemy komputerowe wbudowane firmy Maris Tech, model Onyx.
Użytkowniki systemów walki elektronicznej (EW) oraz wywiadu sygnałowego (SIGINT) wymagają pozyskiwania danych o wysokiej przepustowości oraz przetwarzania z niskim opóźnieniem. Komputery wbudowane mogą wykonywać kanalizację, filtrowanie, analizę spektralną, wykrywanie, klasyfikację oraz redukcję danych. Przyspieszenie za pomocą układów FPGA i procesorów graficznych (GPU) może być pomocne, jednak stała przepustowość i przepływ danych często mają większe znaczenie niż szczytowa wydajność.
Wbudowany, wytrzymały komputer może łączyć urządzenia, sterowniki pojazdów, radiostacje oraz systemy naziemne. Może on kierować dane za pośrednictwem łączy Ethernet, szeregowych, CAN, bezprzewodowych, satelitarnych lub sieci typu mesh, stosując jednocześnie priorytetyzację, szyfrowanie, zarządzanie przepustowością, segmentację sieci oraz monitorowanie.
Gdy nawigacja satelitarna jest niedostępna lub zawodna, komputery wbudowane mogą łączyć pomiary inercyjne z odometrią wizualną, danymi radarowymi, LiDAR, danymi terenowymi lub sygnałami okazjonalnymi. Przewidywalne opóźnienia, kontrole integralności, szacowanie dryftu oraz tryby pracy w warunkach ograniczonej dostępności są niezbędne, ponieważ błędy nawigacyjne wpływają na planowanie trasy i sterowanie.
Współpracujące systemy bezzałogowe wymieniają informacje o położeniu, stanie, odczytach czujników oraz zadaniach. Komputery wbudowane wspierają podejmowanie decyzji lokalnych w przypadku zmian jakości sieci. Wymagania zależą od liczby uczestników, opóźnień, przepustowości, poziomu zaufania oraz złożoności koordynacji.
Komputer misji może sterować wymiennymi ładunkami użytkowymi za pośrednictwem znormalizowanych interfejsów elektrycznych, mechanicznych i programowych. Może on zarządzać zasilaniem, monitorowaniem stanu technicznego, poleceniami, rejestracją danych oraz komunikacją. Modułowe oprogramowanie, konfigurowalne wejścia/wyjścia, abstrakcja sprzętowa oraz kontrolowane aktualizacje pomagają platformom w przyjmowaniu nowych czujników bez konieczności wymiany całego komputera.
Wytrzymałe systemy komputerowe ewoluują, ponieważ systemy bezzałogowe są wyposażone w coraz bardziej zaawansowane czujniki i wykonują złożone zadania przy mniejszym udziale operatora. Obecne trendy kładą nacisk na gęstość obliczeniową, kontrolę termiczną, cyberodporność, przenośność oprogramowania, otwarte interfejsy oraz efektywność energetyczną.
Rozwój ten umożliwia wytrzymałym komputerom wbudowanym obsługę bardziej autonomicznych, intensywnie przetwarzających dane i rekonfigurowalnych systemów bezzałogowych w ramach ograniczeń platformy.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.