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P440超寬帶測距通信及雷達模塊在無人機領域的應用

2016-06-16 來源:RFID世界網 字號:

P440超寬帶射頻模塊集測距、通信、雷達、組網等功能為一體,加上其精度高、覆蓋范圍遠、穩定性高、刷新率高、體積小、功耗低、接口豐富等優點,在無人機領域發揮著重要的作用。

具體可以表現在哪些應用上呢,接下來本文一一介紹(原理部分簡單描述,如需詳細原理介紹資料,請聯系本文作者):

1、無人機定位

用P440給無人機定位是基于其遠距離(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P440模塊作為定位基站,1個P440作為定位標簽安裝在無人機上,通過無人機上P440定位標簽實時測到距離3個P440定位基站的精確距離,計算出無人機實時準確的三維位置坐標。

這項功能在GPS定位精度達不到要求或無法定位的場景下非常實用(如山區、室內、樓宇間等場景)。

2、無人機引導降落

該應用也是基于P440的測距功能來實現的,在降落平臺上(如航母、軍艦、車輛、基地、屋頂、廣場、野外等)部署3個P440基站,無人機上安裝1個P440模塊,通過P440基站來獲得無人對降落平臺的相對位置,從而準確的引導無人機精準降落。

這個應用和無人機定位類似,不同點在于,該應用中P440基站是可以隨著平臺一起移動的,如引導無人機降落在無人車上,無人機和無人車都可以高速運動的。

3、無人機編隊

該應用除了基于P440的測距功能外,還用到了P440組網功能,在該應用中,在每架無人機上安裝一個P440模塊,通過其測距和組網功能,可以實時知道任意兩架無人機之間的距離。通過算法,可以知道所有無人機之間的空間位置分布,這個數據和無人機的飛行控制系統對接,從而可以實現無人機群的編隊飛行功能。在實際應用中,還能有效的避免無人機之間的相互碰撞的問題。

4、無人機測高

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

該功能在室內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,無人機貼近地面工作時,能夠保證工作視角的穩定并能有效保障無人機的飛行安全。

5、無人機防碰撞

這個應用是無人機測高應用的升級,也是運用了P440模塊的雷達功能,天線方向不是指向地面,而是指向飛行方向(特殊應用可以用全向天線),實時探測無人機飛行方向的一切障礙物,保障無人機飛行安全。

該應用同樣實用性特別強,無人機野外作業時,難免會遇到樹枝、電線桿、高壓電線、橋梁、信號塔、甚至是友軍(其它無人機),這些對無人機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,對于高速飛行的無人機基本來不及反應,攝像頭做防碰撞也存在天氣不佳(如煙、霧、甚至雨雪等)和夜晚環境下無法工作的情況,而這些問題對P440雷達來說都不是事,用P440模塊的雷達功能來做無人機防碰撞真的是最佳選擇。

6、無人機SLAM

無人機SLAM幾乎是運用P440雷達功能的最高階應用了,基本原理是通過P440雷達對周圍物體進行初步成像,同時計算出周圍物體的空間位置,最終構建實時的SLAM地圖,讓無人機在SLAM技術的輔助下實現自主定位和導航功能。

該技術主要運用在無人機室內以及室外復雜(如樓宇間、巷道內、樹林等)環境下的自主定位導航飛行飛行。 在應急救援、軍事項目、危險區域巡檢等方面有著極大的應用前景。

相對于激光雷達SLAM,基于P440超寬帶雷達的SLAM同樣具有全天候工作的優勢(激光雷達SLAM在煙霧、雨雪、強光、夜晚等情況下無法有效工作,而P440雷達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,造價只有激光雷達SLAM的幾分之一。

P440超寬帶測距通信及雷達模塊實物圖

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