モバイルUAVドックアプリケーションにおけるAPQ AK7モジュラー高性能カートリッジ型コントローラ
移動式UAVドッキングステーションは、UAVの格納、自動離着陸、バッテリー交換、データバックホール機能を統合した移動式インテリジェントプラットフォームです。通常、緊急指揮車両、現場作業用キャビン、または一時的な離着陸場所に配備されます。従来の固定式ドッキングステーションとは異なり、移動式ドッキングステーションは、設置スペースの制約、不安定な電源供給、輸送および移設時の頻繁な振動といった課題に対応する必要があります。
複数回のモデル選定と厳格な検証テストを経て、顧客は最終的に、次世代モバイルUAVドッキングステーションの中核制御プラットフォームとして、APQ AK7モジュラー高性能カートリッジ式コントローラーシリーズを選定しました。
- 超小型スペース制約：移動式ドッキングステーションは、スペースが極めて限られている緊急指揮車両や移動式キャビンに組み込む必要がある。そのため、コアコントローラは、狭い空間でも柔軟に展開できるよう、超小型の形状でなければならない。
- デスクトップクラスのコンピューティング要件：ドッキングステーションは、UAVのスケジューリングと管理、ドッキングステーションの状態監視、データストレージ、およびデータバックホールを同時に実行する必要があります。そのため、コントローラにはデスクトップクラスの処理性能が求められます。
- 豊富なインターフェース拡張機能：システムは、ドッキングステーションのロボットアームコントローラ、環境センサー（風速／温度／湿度）、ビデオ監視装置、通信モジュール、およびその他のデバイスに同時に接続する必要があります。そのため、コントローラは十分なUSB、シリアル、およびネットワークインターフェースを提供するとともに、GPIO、CAN、およびその他の機能を柔軟に拡張できる必要があります。
- マルチディスプレイおよびデバッグに関する要件：現場での設置においては、オペレーターパネルと監視ディスプレイを同時に接続する必要があることが多く、そのため複数の独立したディスプレイ出力が必要となる。
- 過酷な移動環境への適応性：移動式ドッキングステーションは、輸送および移設中に継続的な振動にさらされるだけでなく、周囲温度の大きな変化にもさらされます。そのため、コントローラは、広い温度範囲での動作、堅牢な振動および衝撃耐性など、産業グレードの信頼性を備えている必要があります。
- 効率的なマルチタスク処理を実現するデスクトップクラスのプロセッサ：移動式UAVドッキングステーションは、UAVのスケジュール管理、ドッキングステーションの状態監視、データストレージ、およびデータバックホールを同時に実行する必要があります。AK7シリーズは、最大TDP 65WをサポートするIntel®第6～9世代Core i3/i5/i7デスクトップクラスプロセッサーを搭載しています。最大64GBのデュアルチャネルをサポートするDDR4 SO-DIMMメモリスロットを2つ備えています。強力なデスクトップクラスのコンピューティング性能により、UAVのスケジュール管理、ドッキングステーションの制御、およびデータストレージタスクのスムーズな並列実行が保証され、無人フィールド展開における高い信頼性要件を満たします。
- マルチスクリーン監視のためのトリプルディスプレイ出力：現場での運用中、オペレーターは通常、ドッキングステーションの状態監視とUAVのライブ映像を同時に確認する必要があります。AK7シリーズはIntelグラフィックスを搭載し、HDMI、DP、VGAの3つの独立したディスプレイ出力を備え、DPインターフェースは最大4Kの解像度に対応しています。最大3台のディスプレイデバイスを同時に接続できるため、ドッキングステーションの制御、UAVの映像、状態監視をマルチスクリーンで連携させることができ、現場での作業効率と視覚化を大幅に向上させます。
- カートリッジ式モジュール拡張によるオンデマンドI/Oカスタマイズ：拡張性はAK7シリーズの大きな強みの一つです。モバイルUAVドッキングステーションの多様な要件に応じて選択可能な、複数のAPQ拡張カートリッジをサポートしています。異なるカートリッジを選択することで、コントローラー全体を交換することなく、ドッキングステーションのロボットアームコントローラー、環境センサー、CAN通信デバイス、その他の周辺機器に柔軟に接続できます。内蔵のM.2 Key-MスロットはNVMeとSATA SSDの両方をサポートし、2つのMini PCIeスロット（うち1つはSIMカードスロット付き）はWi-Fi、4G、CANなどのモジュール拡張に対応しています。
- 複数デバイス接続のための豊富なインターフェース：前面パネルには、ドッキングステーションのロボットアームコントローラ、環境センサー、通信モジュールなどの周辺機器を同時に接続するためのUSBポートが6つ搭載されています。IntelギガビットLANポートが2つ用意されており、1つはドッキングステーション内部のデータ通信用、もう1つはUAVのデータバックホールまたはリモートO&M用です。RS232/485シリアルポートが2つ搭載されており、風速センサーや温度/湿度センサーなどの環境モニタリング機器との安定した接続を実現します。内蔵のUSB 2.0 Type-Aポートは、ライセンスドングルやその他の認証デバイスを直接インストールするのに便利です。
- 狭いスペースへの組み込みに最適な超小型シャーシ：AK7シリーズは、わずか53mm×145mm×186.4mmというコンパクトなサイズで、オールアルミ製のヒートシンクと亜鉛メッキ鋼製の上下カバーを組み合わせています。壁面取り付け、DINレール取り付け、デスクトップ取り付けの3種類の設置方法に対応。超小型シャーシのため、緊急指揮車両や現場作業用キャビンなど、スペースが限られた環境にも柔軟に設置でき、バッテリーや通信機器などの機能モジュールのための設置スペースを確保できます。
- モバイル展開向けに設計された、広範囲の温度範囲と耐振動性を備えた設計：AK7シリーズは、PWM制御によるインテリジェントなアクティブファン冷却を採用し、12～28VDCの広範囲な電源入力に対応しています（照明制御機能またはPoE機能を使用する場合は24VDCが必要です）。動作温度範囲は-20～60℃、保管温度範囲は-40～80℃で、3Grmsのランダム振動試験と30Gの衝撃試験に合格しています。これにより、移動ドックでの輸送や現場展開など、振動の多い環境下でも長期にわたり安定した動作を保証します。底面パネルには、AT/ATXモードセレクタ、リセットボタン、システム復元ボタンが配置されており、ユニットを分解することなくシステムメンテナンスやBIOS復旧が可能で、現場でのサービスが非常に容易です。
- 効率的な並列マルチタスク処理：デスクトップクラスの高性能プロセッサと最大64GBのメモリを組み合わせることで、UAVのスケジュール管理、ドッキングステーションの状態監視、データストレージ、データバックホールといったタスクを安定かつスムーズに実行でき、無人現場運用における高い信頼性要件を満たします。
- マルチスクリーン監視により、業務効率が向上します。HDMI、DP、VGAの3つの独立したディスプレイ出力により、ドッキングステーションの制御、UAVの映像、ステータス監視のためのマルチスクリーン連携が可能になり、現場作業員は包括的な情報に同時にアクセスできるため、効率性と視覚化が大幅に向上します。
- カートリッジ式の拡張により、1つのプラットフォームで複数のアプリケーションを利用できます。APQ拡張カートリッジを交換することで、コントローラはマルチチャンネルGPIOデバイスの監視からCANバス通信まで、さまざまなI/O構成に柔軟に対応できます。単一のハードウェアプラットフォームと異なるカートリッジを組み合わせることで、複数のモバイルドッキングステーションモデルの制御要件に対応でき、製品開発コストと在庫コストを大幅に削減できます。
- コンパクトな配置により、貴重なモバイルスペースを有効活用できます。超小型の53mm×145mm×186.4mmのシャーシは、壁面取り付けとDINレール取り付けのオプションと組み合わせることで、緊急指揮車両や現場作業キャビンなどの限られたスペースに柔軟に組み込むことができ、通信機器、バッテリーパック、その他の機能モジュールのための設計スペースを確保できます。
- 過酷な環境下でも安定した動作を実現：-20℃から60℃までの広い動作温度範囲、3Gの耐振動性、30Gの耐衝撃性、および12～28Vの広範囲DC入力により、大きな温度変化のある輸送、移設、および現場展開時においても、長期にわたる安定した動作を保証します。
- 効率的な現場メンテナンス：底面パネルのAT/ATXセレクター、リセットボタン、システム復元ボタンにより、分解せずにシステムメンテナンスが可能となり、遠隔地でのアフターサービスコストと対応時間を大幅に削減できます。
