Jak wdrożyć pomiar odległości dron od ziemi dla lądowań autopilota na wysokościach powyżej 10 m? Uznałem, że ultradźwięk jest zbyt niedokładny, nie mówiąc już o GPS. Maksymalna wysokość wynosi 1000 m, Vmax wynosi 100 km / h, średnia wynosi 72 km / h. Dron jest podobny do samolotu, nie ma helikoptera itp.
Dziękujemy za wszelkie uwagi!
Odpowiedzi:
Prawdopodobnie szukasz wysokościomierza radarowego, ale myślę, że wysokość 1000 m będzie wyzwaniem, jeśli chcesz go zbudować samodzielnie, ze względu na moc wymaganą do uzyskania wykrywalnego odbicia w takiej odległości. Kilkaset metrów może być bardziej realistycznym celem domowego radaru małej mocy.
Oto schemat wysokościomierza radarowego przydatny do około 1000 stóp.
źródło
W prawdziwych samolotach będą miały zarówno wysokościomierz radarowy, jak i wysokościomierz barometryczny. Wysokościomierz barometryczny jest używany na wyższych wysokościach, a wysokościomierz radarowy jest używany podczas startu i lądowania, aby zmierzyć odległość do rzeczywistej ziemi (tj. Na wysokościach, na których zmiany wysokości terenu są poważnym problemem - zwykle 5000 stóp).
źródło
W rzeczywistości pojedynczy czujnik prawdopodobnie nie będzie wystarczająco dokładny, aby zrobić to, co chcesz. Większość tego, co wiem, dotyczy AGV (pojazdów naziemnych), ale myślę, że obowiązują niektóre z tych samych zasad.
Prawdopodobnie chcesz użyć kombinacji czujników, aby uzyskać potrzebną dokładność. Niektóre z nich mogą być dość drogie.
GPS: Standardowy moduł GPS powinien być w stanie obniżyć dokładność do około 1 m +/-. Jeśli przejdziesz do konfiguracji różnicowej (jedna stacja na ziemi, jedna w samolocie), powinieneś być w stanie uzyskać znacznie większą dokładność, ale przy znacznie wyższym koszcie. Powinno być możliwe coś w rodzaju 10 cm lub nawet 1 cm (z danymi prędkości), ale przy znacznie wyższych kosztach.
INS: Możesz uzupełnić swój system GPS o pomiary intertialne. Boom w urządzeniach MEMS sprawił, że stosunkowo przyzwoite czujniki półprzewodnikowe są dostępne w cenach konsumpcyjnych. Dodanie danych akcelerometru, wiatromierza i magnetometru do danych GPS powinno zwiększyć dokładność sygnału i uwzględnić ewentualne „usterki” w odczytach GPS.
Nawigacja za pomocą radia: Nie jestem do końca przekonana, ale wiele lotnisk korzysta z radia, aby pomóc w lądowaniu samolotów. Być może będziesz w stanie zbadać, jak te systemy faktycznie działają i wdrożyć własne (oczywiście legalnie).
Aby uzyskać bardziej szczegółowe spojrzenie na niektóre z tych rozważań, sprawdziłbym DIYDrones. Połączyli niektóre dość ściśle zintegrowane systemy wykorzystujące GPS, INS, barometry i wiele innych czujników. Poradzili sobie również z niektórymi trudnymi wyzwaniami związanymi z filtrowaniem, które wiążą się z wieloma źródłami danych w systemie lotniczym.
źródło
Barometr poradziłby sobie całkiem nieźle z rozdzielczością około 10 cm, jedynym trudnym zagadnieniem jest to, że twój dron musi znać ciśnienie barometryczne na poziomie gruntu i to może zmieniać się wraz z pogodą.
Jeśli chcesz naprawdę bardzo wydajnego sterowania lokalizacją, prawdopodobnie nie obejdziesz systemu opartego na wizji z komputerem o dużej mocy, który może rozpoznać lądowisko i trafić we właściwą strefę z odpowiednią prędkością.
źródło
Jeśli zamierzasz wylądować na lądowiskach pod twoją kontrolą, umieściłbym kilka emiterów radiowych wokół tego miejsca i porównałbym moc sygnału. To jedyny niezawodny i łatwy do wdrożenia sposób.
Jeśli chcesz wylądować w dowolnym miejscu - tylko GPS (+ 1 m możliwy w USA), pomiary ultradźwiękowe lub laserowe są poprawnymi opcjami, ale żaden z nich nie jest idealny.
źródło
ZA Dalmierz laserowy daje dobrą precyzję i dokładność, i jest przeznaczony dla planowanej odległości, ale może być ciężki (ze względu na optykę) i rozwiąże odległość do punktu zamiast większej powierzchni.
Zmierzony wynik może się szybko zmienić, jeśli pokonasz teren o dużej zmienności (np. Las lub miasto), a odczytanie powierzchni odbijających, takich jak woda, może nie być trudne. promień w kierunku, w którym przyszedł
Należy to jednak uznać za opcję. Ręczne dalmierze konsumenckie do polowania lub gry w golfa od 50 USD do ponad 200 USD; Nie jestem pewien co do cen komercyjnych za integrację z systemem takim jak UAV.
źródło
Zawsze chciałem spróbować:
Zamontuj kamerę skierowaną w dół na UAV. Jakość jest w większości nieistotna. Chwyć z niego ramki w ustalonych odstępach czasu. Przeanalizuj pary zdjęć, aby ustalić, jak szybko ziemia wydaje się poruszać. Istnieje wiele opcji algorytmów. Teraz, biorąc pod uwagę prędkość GPS (nie prędkość!), Jak szybko jedziesz i jak szybko ziemia wydaje się poruszać. Na wysokości 0 (prawidłowo wyskalowany) pozorny ruch wynosiłby 1: 1. Gdy zdobędziesz wysokość, pozorna prędkość gruntu zwolni.
źródło