Как реализовать точное измерение расстояния (до земли) на плоскостном беспилотнике для высоты более 10 м?

Как реализовать измерение расстояния от дронов до земли для приземления автопилота на высотах более 10 м? Я обнаружил, что ультразвук слишком неточный, не говоря уже о GPS. Максимальная высота 1000 м, Vmax 100 км / ч, Vaverage 72 км / ч. Дрон подобен самолету, нет * вертолета или около того.

Спасибо за любой вклад!

Вы, вероятно, ищете радиолокационный высотомер, но я думаю, что высота 1000 м будет проблемой, если вы захотите построить его самостоятельно, из-за мощности, необходимой для получения детектируемого отражения на таком расстоянии. Пара сотен метров может стать более реалистичной целью для самодельных радаров малой мощности.

Вот схема высотомера посадки радара, которая полезна примерно до 1000 футов.

На реальных самолетах у них будет и радарный высотомер, и барометрический высотомер. Барометрический альтиметр используется на больших высотах, а радиолокационный альтиметр используется во время взлета и посадки, чтобы измерить расстояние до фактической земли (то есть на высотах, где изменение высоты местности представляет значительную проблему - обычно 5000 футов).

В действительности, один датчик, вероятно, не будет достаточно точным, чтобы делать то, что вы хотите. Большая часть того, что я знаю, относится к AGV (наземным транспортным средствам), но я думаю, что применяются некоторые из тех же принципов.

Вы, вероятно, хотите использовать комбинацию датчиков для получения необходимой точности. Некоторые из них могут быть довольно дорогими.

• GPS: Стандартный модуль GPS должен быть способен приблизить вас к точности около 1 м +/-. Если вы перейдете к дифференциальной настройке (одна станция на земле, одна на самолете), то вы сможете получить значительно большую точность, но при гораздо более высоких затратах. Должно быть возможно что-то вроде 10 см или даже 1 см (с данными о скорости), но со значительно более высокой стоимостью.

• INS: Вы можете дополнить свою систему GPS измерениями. Бум в устройствах MEMS сделал относительно приличные твердотельные датчики доступными по потребительским ценам. Добавление данных акселерометра, гирометра и магнитометра к данным GPS должно сделать сигнал более точным и учесть возможные "сбои" в ваших показаниях GPS.

• Навигация по радио: я не совсем в курсе этого, но во многих аэропортах радиопомощь используется для посадки самолетов. Возможно, вы сможете исследовать, как эти системы на самом деле работают и внедрить свои собственные (конечно, юридически).

Для более подробного ознакомления с некоторыми из этих соображений я бы ознакомился с DIYDrones. Они собрали несколько довольно тесно интегрированных систем с использованием GPS, INS, барометров и большого количества других датчиков. Они также решили некоторые сложные задачи фильтрации, связанные с несколькими источниками данных в бортовой системе.

Барометр будет хорошо работать, вы получите что-то вроде разрешения 10 см. Единственный хитрый момент - то, что ваш дрон должен будет знать барометрическое давление на уровне земли, и это имеет тенденцию меняться в зависимости от погоды.

Если вам нужен действительно высокопроизводительный контроль местоположения, вы, вероятно, не обойдете систему, основанную на видении, с мощным компьютером, который может распознавать взлетно-посадочную полосу и попадать в нужную зону с нужной скоростью.

Если вы собираетесь приземляться на посадочные площадки под вашим контролем, я бы разместил несколько радиоизлучателей вокруг площадки и сравнил мощность сигнала. Это единственный надежный и простой способ реализации.

Если вы хотите приземлиться где угодно - только GPS (+ -1 м в США), ультразвуковые или лазерные измерения являются допустимыми вариантами, но ни один из них не идеален.

Лазерный дальномер даст вам хорошую точность и точность, и рассчитан на ожидаемое расстояние, но может быть тяжелым (из - за оптики) и рассосется расстояние до точки , а не большей площади.

Измеренный результат может быстро измениться, если вы путешествуете по местности, которая сильно колеблется (например, в лесу или городе), и может быть трудно получить показания на отражающих поверхностях, таких как вода, которая не будет возвращать большую часть луч в направлении, куда он пришел.

Однако это следует рассматривать как вариант. Портативные дальномеры для охоты или игры в гольф от 50 до 200 долларов; Я не уверен в коммерческих ценах за интеграцию в систему, подобную БПЛА.

Я всегда хотел попробовать это:

Установите направленную вниз камеру на БПЛА. Качество в основном не имеет значения. Возьмите кадры из него через определенный промежуток времени. Проанализируйте пары изображений, чтобы определить, насколько быстро движется земля. Здесь много вариантов алгоритмов. Теперь, учитывая вашу скорость GPS (не воздушную скорость!), Вы узнаете, насколько быстро вы движетесь и как быстро движется земля. На высоте 0 (правильное масштабирование) кажущееся движение будет 1: 1. Когда вы набираете высоту, кажущаяся скорость земли замедляется.