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P440超寬帶測距通信及雷達(dá)模塊在無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用

作者:本站采編
來源:南京如歌電子科技
日期:2016-06-12 10:18:50
摘要:P440超寬帶射頻模塊集測距、通信、雷達(dá)、組網(wǎng)等功能為一體,加上其精度高、覆蓋范圍遠(yuǎn)、穩(wěn)定性高、刷新率高、體積小、功耗低、接口豐富等優(yōu)點(diǎn),在無人機(jī)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

 

  P440超寬帶射頻模塊集測距、通信、雷達(dá)、組網(wǎng)等功能為一體,加上其精度高、覆蓋范圍遠(yuǎn)、穩(wěn)定性高、刷新率高、體積小、功耗低、接口豐富等優(yōu)點(diǎn),在無人機(jī)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

  具體可以表現(xiàn)在哪些應(yīng)用上呢,接下來本文一一介紹(原理部分簡單描述,如需詳細(xì)原理介紹資料,請(qǐng)聯(lián)系本文作者):

  1、無人機(jī)定位:  


  用P440給無人機(jī)定位是基于其遠(yuǎn)距離(測距有效半徑全向4000米)高精度(測距精度2cm)的測距功能,用3個(gè)P440模塊作為定位基站,1個(gè)P440作為定位標(biāo)簽安裝在無人機(jī)上,通過無人機(jī)上P440定位標(biāo)簽實(shí)時(shí)測到距離3個(gè)P440定位基站的精確距離,計(jì)算出無人機(jī)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的三維位置坐標(biāo)。

  這項(xiàng)功能在GPS定位精度達(dá)不到要求或無法定位的場景下非常實(shí)用(如山區(qū)、室內(nèi)、樓宇間等場景)。

  2、無人機(jī)引導(dǎo)降落:  


  該應(yīng)用也是基于P440的測距功能來實(shí)現(xiàn)的,在降落平臺(tái)上(如航母、軍艦、車輛、基地、屋頂、廣場、野外等)部署3個(gè)P440基站,無人機(jī)上安裝1個(gè)P440模塊,通過P440基站來獲得無人對(duì)降落平臺(tái)的相對(duì)位置,從而準(zhǔn)確的引導(dǎo)無人機(jī)精準(zhǔn)降落。

  這個(gè)應(yīng)用和無人機(jī)定位類似,不同點(diǎn)在于,該應(yīng)用中P440基站是可以隨著平臺(tái)一起移動(dòng)的,如引導(dǎo)無人機(jī)降落在無人車上,無人機(jī)和無人車都可以高速運(yùn)動(dòng)的。

  3、無人機(jī)編隊(duì):  


  該應(yīng)用除了基于P440的測距功能外,還用到了P440組網(wǎng)功能,在該應(yīng)用中,在每架無人機(jī)上安裝一個(gè)P440模塊,通過其測距和組網(wǎng)功能,可以實(shí)時(shí)知道任意兩架無人機(jī)之間的距離。通過算法,可以知道所有無人機(jī)之間的空間位置分布,這個(gè)數(shù)據(jù)和無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)對(duì)接,從而可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)群的編隊(duì)飛行功能。在實(shí)際應(yīng)用中,還能有效的避免無人機(jī)之間的相互碰撞的問題。

  4、無人機(jī)測高  


  該應(yīng)用測的不是無人機(jī)的絕對(duì)高度(海拔),而是測無人機(jī)距離地面或障礙物的相對(duì)高度,這運(yùn)用了P440的雷達(dá)功能,在無人機(jī)上的P440模塊上安裝一對(duì)定向天線,并把天線的朝向垂直于地面,通過雷達(dá)回波信號(hào),可以得知無人機(jī)距離地面或障礙物的準(zhǔn)確距離(也就是相對(duì)高度)。

  該功能在室內(nèi)或地面不平的室外非常有作用,特別是地平面起伏特別明顯的山區(qū),無人機(jī)貼近地面工作時(shí),能夠保證工作視角的穩(wěn)定并能有效保障無人機(jī)的飛行安全。

  5、無人機(jī)防碰撞:  


  這個(gè)應(yīng)用是無人機(jī)測高應(yīng)用的升級(jí),也是運(yùn)用了P440模塊的雷達(dá)功能,天線方向不是指向地面,而是指向飛行方向(特殊應(yīng)用可以用全向天線),實(shí)時(shí)探測無人機(jī)飛行方向的一切障礙物,保障無人機(jī)飛行安全。

  該應(yīng)用同樣實(shí)用性特別強(qiáng),無人機(jī)野外作業(yè)時(shí),難免會(huì)遇到樹枝、電線桿、高壓電線、橋梁、信號(hào)塔、甚至是友軍(其它無人機(jī)),這些對(duì)無人機(jī)來說都是致命的威脅,一旦撞上,損失慘重,雖然超聲波也可以用來防碰撞,但超聲波作用距離太短,對(duì)于高速飛行的無人機(jī)基本來不及反應(yīng),攝像頭做防碰撞也存在天氣不佳(如煙、霧、甚至雨雪等)和夜晚環(huán)境下無法工作的情況,而這些問題對(duì)P440雷達(dá)來說都不是事,用P440模塊的雷達(dá)功能來做無人機(jī)防碰撞真的是最佳選擇。

  6、無人機(jī)SLAM:  


  無人機(jī)SLAM幾乎是運(yùn)用P440雷達(dá)功能的最高階應(yīng)用了,基本原理是通過P440雷達(dá)對(duì)周圍物體進(jìn)行初步成像,同時(shí)計(jì)算出周圍物體的空間位置,最終構(gòu)建實(shí)時(shí)的SLAM地圖,讓無人機(jī)在SLAM技術(shù)的輔助下實(shí)現(xiàn)自主定位和導(dǎo)航功能。

  該技術(shù)主要運(yùn)用在無人機(jī)室內(nèi)以及室外復(fù)雜(如樓宇間、巷道內(nèi)、樹林等)環(huán)境下的自主定位導(dǎo)航飛行飛行。 在應(yīng)急救援、軍事項(xiàng)目、危險(xiǎn)區(qū)域巡檢等方面有著極大的應(yīng)用前景。

  相對(duì)于激光雷達(dá)SLAM,基于P440超寬帶雷達(dá)的SLAM同樣具有全天候工作的優(yōu)勢(激光雷達(dá)SLAM在煙霧、雨雪、強(qiáng)光、夜晚等情況下無法有效工作,而P440雷達(dá)SLAM則無此限制,即使是大雨的夜晚也可以正常工作)。而且在同等覆蓋距離情況下,造價(jià)只有激光雷達(dá)SLAM的幾分之一。

  總結(jié): 


  P440超寬帶測距通信及雷達(dá)模塊實(shí)物圖

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