«Квазар» Малогабаритная радиолокационная станция с синтезированной апертурой для беспилотных летательных аппаратов

О программно-аппаратном комплексе

«Квазар» — это программно-аппаратный комплекс, состоящий из малогабаритной радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны и наземной станции управления, обеспечивающей управление режимами работы радиолокационной станции, прием, обработку и автоматическую геопривязку сформированных радиолокационных изображений на географической подложке в реальном времени.

Комплекс предназначен для формирования высокодетальных радиолокационных изображений участков земной поверхности вне зависимости от условий освещенности и состояния атмосферы (туман, облачность, осадки).

В качестве носителей РЛС могут выступать пилотируемые и беспилотные летательные аппараты самолетного и вертолетного типов, а также мультикоптеры с массой полезной нагрузки более 2 кг.

Режимы работы

• Телескопический - режим, в котором изображение формируется в пределах луча диаграммы направленности антенны. Это позволяет достичь максимальной разрешающей способности, однако охват изображения ограничен поверхностью, захватываемой лучом диаграммы направленности антенны радара;
• Полосовой - режим, в котором изображение формируется непрерывно по мере движения носителя («склеивается» из полос). Режим обеспечивает широкий охват земной поверхности на протяжении всего маршрута при сохранении стабильного качества детализации;
• Видео - режим, в котором информация передается потоком, сформированным из отдельных кадров телескопических радиолокационных изображений с временной выборкой: каждый кадр синтезируется независимо из скользящего временного окна голограммы.

РЛС обеспечивает:

• Формирование радиолокационных изображений с передачей на наземное автоматизированное рабочее место в реальном масштабе времени (задержка не более 30 с);
• Определение координат обнаруженных объектов;
• Автоматическое обнаружение объектов предварительно обученной сверточной нейронной сетью (в том числе с учетом характерного расположения объектов на местности);
• Сопряжение с бортовым РЭО по различным интерфейсам;
• Работу на ОС Windows и Linux.

Возможности

Телескопические изображения

В телескопическом режиме изображение формируется в пределах луча диаграммы направленности антенны. Это позволяет достичь максимальной разрешающей способности, однако охват изображения ограничен поверхностью, захватываемой лучом диаграммы направленности антенны радара.

Полосовые изображения

Изображение формируется непрерывно по мере движения носителя («склеивается» из полос). Режим обеспечивает широкий охват земной поверхности на протяжении всего маршрута при сохранении стабильного качества детализации.

Видеопоток

Видеорежим реализован в виде покадрового синтезирования телескопических радиолокационных изображений с временной выборкой: каждый кадр синтезируется независимо из скользящего временного окна голограммы. Результат кодируется в H.265/HEVC через FFmpeg с настраиваемыми параметрами качества (CRF 18–28) и частотой до 120 кадров/сек.

Распознавание объектов

В состав комплекса интегрирован модуль распознавания объектов на базе нейросети YOLO11 OBB. В отличие от стандартных детекторов, OBB-модель учитывает угол поворота объектов, что критически важно для радиолокационных снимков.

Модуль распознавания автоматически маркирует на радиолокационном изображении объекты (например, технику, транспортные средства, строения).

Поддерживаемые платформы

Программный комплекс спроектирован как кроссплатформенное решение с акцентом на встраиваемые системы и успешно функционирует на широком спектре устройств.

Семейство NVIDIA Jetson Orin

Целевая платформа комплекса. Проект оптимизирован для работы на модулях NVIDIA, обеспечивая максимальную производительность на ватт при обработке радиолокационных данных в полевых условиях. Поддерживаются:

• Jetson Orin AGX
• Jetson Orin NX
• Jetson Orin Nano

Особенности: полная поддержка аппаратного ускорения через NVIDIA CUDA (архитектура sm_87/compute_87) и использование специализированных кодеков для мультиплексирования видеопотока.

Одноплатные компьютеры (SBC)

Несмотря на отсутствие аппаратного ускорения на этих платформах, высокая эффективность параллельных вычислений на ЦП позволяет использовать программный комплекс на таких одноплатных компьютерах как, например, Raspberry Pi 4/5.

Персональные компьютеры

• Linux (x86_64): основная среда разработки и анализа. На ПК с дискретными видеоадаптерами NVIDIA (архитектуры Ampere, Blackwell) достигается максимальная скорость формирования радиолокационных изображений.

Сравнение платформ

Для сравнения выбрано время формирования полосового радиолокационного изображения участка местности размером 3,000 × 4,529 м.