ฉันจะใช้การวัดระยะทางที่แม่นยำ (กับพื้นดิน) บน UAV แบบคล้ายเครื่องบินได้อย่างไรสำหรับความสูงมากกว่า 10m

11

ฉันจะใช้การวัดระยะทางแบบโดรนถึงพื้นดินสำหรับการลงจอดอัตโนมัติสำหรับความสูงเกิน 10 เมตรได้อย่างไร ฉันพบอัลตราโซนิกที่ไม่แม่นยำเกินไปให้ GPS เพียงอย่างเดียว ความสูงสูงสุดคือ 1,000 ม. Vmax คือ 100 กม. / ชม. Vaverage คือ 72 กม. / ชม. เสียงพึมพำเป็นเหมือนเครื่องบินไม่มีคอปเตอร์หรือดังนั้น

ขอบคุณสำหรับการป้อนข้อมูลใด ๆ !

sensor uav distance

— fakemustache
แหล่งที่มา

เอ่อ ... 20 m / s คือ 72 km / h

— AndrejaKo

Vmax คือ 100 kph Vaverage คือ 20m / s ขอบคุณที่ชี้นำ :)

— fakemustache

คุณสามารถคลิกข้อความ 'แก้ไข' ใต้แท็กเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดหรือชี้แจงคำถามของคุณ ผู้ใช้รายอื่นที่มีตัวแทนมากพอสามารถทำสิ่งนี้ได้ดังนั้นฉันจะแก้ไขให้คุณ

— Kevin Vermeer

@reemrevnikev ขอบคุณ!

— fakemustache

ทำไมคุณต้องมีความสูงมากกว่า 10m เมื่อคุณลงจอดอย่างไรก็ตามคุณอยู่ในระยะ 7 เมตรดังนั้นเซ็นเซอร์อัลตราโซนิคสามารถทำได้

— AndreKR

12

คุณอาจกำลังมองหาเครื่องวัดความสูงด้วยเรดาร์ แต่ฉันคิดว่าความสูง 1,000 ม. จะเป็นสิ่งที่ท้าทายหากคุณต้องการสร้างด้วยตัวเองเพราะพลังงานที่จำเป็นในการสะท้อนแสงที่ตรวจจับได้ สองร้อยเมตรอาจเป็นเป้าหมายที่เหมือนจริงมากขึ้นสำหรับเรดาร์ที่ใช้พลังงานต่ำ

นี่คือแผนผังของเครื่องวัดความสูงเครื่องตรวจจับเรดาร์ที่มีประโยชน์เต็มไปประมาณ 1,000 ฟุต

— Jaroslav Cmunt
แหล่งที่มา

นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์เชิงพาณิชย์เช่นนี้: bennettavionics.com/radaraltimeter.html

— Jaroslav Cmunt

เราได้พิจารณาเรื่องนี้ มันไม่ใช่โครงการ "homebrew" ดังนั้นฉันคิดว่าเรามีวิธีในการสร้างบางทีอาจจะซื้อเครื่องวัดความสูงด้วยเรดาร์ ขอบคุณ!

— fakemustache

1

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสิ่งที่คุณทำนั้นเป็นไปตามข้อบังคับการปล่อยมลพิษสำหรับภูมิภาคของคุณ

— vicatcu

การออกแบบนั้นเป็นตัวอย่างที่ดี แต่คุณสามารถไปได้ไกลถึง 3000m ด้วยพลังงานที่สูงขึ้น PA (200mW อาจจะ) และวงจรรับความไวมากขึ้นเช่นเดียวกับการโพสต์ที่ดีขึ้น การควบคุมการกวาดในคฤหาสน์อัจฉริยะและการนำเอาท์พุทของ LPF ไปสู่ DSP สำหรับการประมวลผลภายหลังจะช่วยได้มาก ณ จุดนี้คุณได้สร้างเรดาร์ FMCW และสามารถรับข้อมูลเพิ่มเติมได้อย่างพอเพียง (สภาพอากาศประเภทของพื้นดินเครื่องบินอื่น ๆ ที่อยู่ใต้คุณเป็นต้น) เสาอากาศที่ใช้จะมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงานและข้อมูลประเภทใดที่คุณสามารถกำหนดได้

— Mark

SiverIMA ( siversima.com ) ทำให้ส่วนหน้าบางส่วนที่คุณอาจใช้เพื่อช่วยตัวเองจากการพัฒนาคลื่นความถี่วิทยุ แต่พวกมันไม่ได้ราคาถูกและมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไปสำหรับแอปพลิเคชันนี้ ฉันใช้ส่วนหน้า FMCW 10Ghz สำหรับการทดสอบต้นแบบ

— Mark

5

ในเครื่องบินจริงพวกเขาจะมีทั้ง Radar Altimeter และ Barometric Altimeter เครื่องวัดความสูงด้วยความกดอากาศจะใช้งานที่ระดับความสูงที่สูงขึ้นและใช้เครื่องวัดความสูงเรดาร์ในระหว่างการบินขึ้นและลงจอดเพื่อวัดระยะทางสู่พื้นดินจริง (เช่นที่ระดับความสูงที่การเปลี่ยนแปลงระดับความสูงของภูมิประเทศเป็นเรื่องสำคัญ

— vicatcu
แหล่งที่มา

หรือสำหรับเซ็นเซอร์หยาบ / ละเอียดทั่วไปเพิ่มเติมคุณสามารถใช้ GPS สำหรับเซ็นเซอร์หยาบและต่ำกว่าความสูงใช้เรดาร์ / อัลตราโซนิก / IR / อะไรก็ตาม

— Nick T

@ นิคตกลงกันว่าสำหรับระดับความสูง GPS นั้นเป็นมิติที่แม่นยำน้อยที่สุด ฉันเห็นรูปแบบของตัวรับสัญญาณ GPS บางตัวตามลำดับ +/- 30 เมตรสำหรับตัวรับสัญญาณที่อยู่กับที่

— vicatcu

ฉันมักจะเห็นด้วยกับ vicatcu, GPS เป็นวิธีที่ไม่ถูกต้อง น่าเสียดายเนื่องจากมีการใช้งาน GPS ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

— fakemustache

5

ในความเป็นจริงเซ็นเซอร์เดียวอาจไม่แม่นยำพอที่จะทำสิ่งที่คุณต้องการ สิ่งที่ฉันรู้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับ AGVs (Ground Vehicles) แต่ฉันคิดว่าหลักการเดียวกันนี้มีผลบังคับใช้

คุณอาจต้องการใช้เซ็นเซอร์หลายตัวร่วมกันเพื่อให้ได้ความแม่นยำที่คุณต้องการ บางส่วนของเหล่านี้อาจมีราคาแพง

GPS: โมดูล GPS มาตรฐานควรจะทำให้คุณมีความแม่นยำประมาณ 1m +/- หากคุณก้าวขึ้นไปสู่การตั้งค่าที่แตกต่างกัน (สถานีหนึ่งบนพื้นดินหนึ่งสถานีบนเครื่องบิน) จากนั้นคุณควรจะได้รับความแม่นยำมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่ามาก ควรมีบางอย่างเช่นขนาด 10 ซม. หรือ 1 ซม. (ด้วยข้อมูลความเร็ว) แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่ามาก
INS: คุณสามารถเสริมระบบ GPS ของคุณด้วยการวัดระยะ ความนิยมในอุปกรณ์ MEMS ทำให้เซ็นเซอร์โซลิดสเตตที่ค่อนข้างดีมีวางจำหน่ายในราคาผู้บริโภค การเพิ่มข้อมูลมาตรวัดความเร่ง, เครื่องวัดการหมุนวนและเครื่องวัดสนามแม่เหล็กลงในข้อมูล GPS ควรทำให้สัญญาณมีความแม่นยำมากขึ้นและบัญชีสำหรับ "ข้อบกพร่อง" ที่เป็นไปได้ในการอ่าน GPS ของคุณ
การนำทางด้วยคลื่นวิทยุ: ฉันไม่ได้สนใจเรื่องนี้ทั้งหมด แต่สนามบินหลายแห่งใช้เครื่องช่วยวิทยุเพื่อช่วยลงจอดเครื่องบิน คุณอาจสามารถค้นคว้าว่าระบบเหล่านี้ทำงานจริงและใช้งานของคุณเองอย่างไร (ถูกต้องตามกฎหมาย)

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อควรพิจารณาเหล่านี้ฉันจะดู DIYDrones พวกเขาได้รวบรวมระบบที่ผสานอย่างแน่นหนาเข้าด้วยกันโดยใช้ GPS, INS, Barometers และเซ็นเซอร์อื่น ๆ จำนวนมาก พวกเขายังจัดการกับความท้าทายในการกรองที่ยากลำบากซึ่งมาพร้อมกับแหล่งข้อมูลหลายแหล่งในระบบอากาศ

— mjcarroll
แหล่งที่มา

จุดที่ดีมาก ขอขอบคุณ. เรามีความคิดกับสถานีภาคพื้นดินของ GPS ฉันไม่รู้ว่าทำไมเราจึงไม่ติดตามมันฉันจะพูดถึงอีกครั้งในการประชุมครั้งต่อไปของเรา

— fakemustache

2

วิธีต้นทุนต่ำที่เป็นไปได้สำหรับสถานีภาคพื้นดินและรถแลนด์โรเวอร์อาจเป็น RTKlib มันเป็นโซลูชั่นโอเพ่นซอร์ส RTK (ต่าง) ฉันเชื่อว่าผู้สร้างห้องสมุดยังได้ส่งต่อโซลูชันไปยัง Beagleboard ด้วยโดยมีตัวชี้บางอย่างเกี่ยวกับวิธีการทำเช่นเดียวกัน ฉันเชื่อว่าการใช้งานของเขาใช้เซ็นเซอร์ uBlox (ตามคำสั่ง 300 ดอลลาร์) ควบคู่กับสถานีฐานที่มีราคาแพงกว่าซึ่งสามารถสร้างการแก้ไข RTK ได้ สิ่งนี้จะช่วยลดต้นทุนจากการซื้อหน่วยที่สามารถใช้ RTK ได้สองหน่วย (หลายพันดอลลาร์)

— mjcarroll

3

บารอมิเตอร์จะทำค่อนข้างดีคุณจะได้รับบางอย่างเช่นความละเอียด 10 ซม. บิตที่ยุ่งยากเพียงอย่างเดียวคือเสียงพึมพำของคุณจะต้องทราบความดันบรรยากาศที่ระดับพื้นดินและมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงกับสภาพอากาศ

หากคุณต้องการการควบคุมตำแหน่งที่มีประสิทธิภาพสูงจริงๆคุณอาจจะไม่ได้เห็นระบบที่ใช้สายตากับคอมพิวเตอร์พลังสูงที่สามารถจดจำแถบลงจอดและเข้าสู่โซนที่เหมาะสมด้วยความเร็วที่เหมาะสม

— dren.dk
แหล่งที่มา

น่าเสียดายที่เราไม่สามารถใช้โซลูชันการมองเห็นได้เนื่องจากข้อ จำกัด ด้านน้ำหนัก คอร์ตัวซีพียูของโดรนนั้นถูกใช้ไปแล้วสำหรับเซ็นเซอร์อินพุตและการประมวลผลภาพอื่น ๆ และเราได้มาถึงปริมาณการบรรจุสูงสุดแล้ว

— fakemustache

2

หากคุณกำลังจะลงจอดบนไซต์ลงจอดภายใต้การควบคุมของคุณฉันจะวางเครื่องส่งวิทยุหลายตัวรอบ ๆ ไซต์และเปรียบเทียบพลังงานสัญญาณ นั่นเป็นวิธีเดียวที่เชื่อถือได้และใช้งานง่าย

หากคุณต้องการลงจอดที่ใดก็ได้ - มีเพียง GPS (+ -1m ที่เป็นไปได้ในสหรัฐอเมริกา) การวัดด้วยอัลตราโซนิกหรือเลเซอร์เป็นตัวเลือกที่ถูกต้อง แต่ไม่มีสิ่งใดที่สมบูรณ์แบบ

— BarsMonster
แหล่งที่มา

สิ่งที่ตัวส่งสัญญาณวิทยุน่าสนใจมาก แต่ก็ซับซ้อนเกินไป

— fakemustache

ไม่ซับซ้อนจริงๆ มันมีความซับซ้อนในการพยายามวัดความล่าช้าในการแพร่กระจาย แต่ระดับพลังงานนั้นง่ายต่อการวัดด้วยตัวรับตัวตรวจจับแบบง่ายตัวเก็บประจุและ ADC

— BarsMonster

คุณช่วยเพิ่มข้อมูลเล็กน้อยเกี่ยวกับวิธีวัดระดับพลังงานได้ไหม ทักษะ googling ของฉันพิสูจน์แล้วว่าขาด

— kasterma

ตรวจสอบเครื่องรับ RF ที่ง่ายที่สุด - วงจร LC, เครื่องตรวจจับไดโอด, ตัวเก็บประจุเพื่อให้สัญญาณราบรื่น จากนั้นคุณสามารถวัดสิ่งนี้ด้วยความแม่นยำ ADC

— BarsMonster

2

เรนจ์ไฟเลเซอร์จะทำให้คุณมีความแม่นยำที่ดีและความถูกต้องและถูกออกแบบมาสำหรับระยะทางที่คาดหวังของคุณ แต่อาจจะหนัก (เนื่องจากเลนส์) และจะแก้ระยะทางไปยังจุดมากกว่าพื้นที่ขนาดใหญ่

ผลลัพธ์ที่วัดได้อาจเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วหากคุณกำลังข้ามภูมิประเทศที่มีการเปลี่ยนแปลงมากมาย (เช่นป่าไม้หรือเมือง) และอาจเป็นเรื่องยากที่จะอ่านบนพื้นผิวสะท้อนแสงเช่นน้ำซึ่งจะไม่คืนสภาพเดิมมากนัก ลำแสงไปในทิศทางที่มันมา

อย่างไรก็ตามควรถือว่าเป็นตัวเลือก เรนจ์ไฟเออร์มือถือสำหรับผู้บริโภคสำหรับการล่าสัตว์หรือเล่นกอล์ฟตั้งแต่ $ 50 ถึงมากกว่า $ 200 ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับราคาเชิงพาณิชย์สำหรับการรวมเข้ากับระบบเหมือน UAV

— Kevin Vermeer
แหล่งที่มา

เรามีความคิดเช่นกันและสำหรับตอนนี้มันก็เป็นสิ่งที่เราโปรดปราน เนื่องจากการวัดความสูงที่แม่นยำนั้นใช้สำหรับการลงจอดอัตโนมัติเท่านั้นไม่สำคัญว่าความสูงจะเป็นเพียงจุดใดจุดหนึ่งเท่านั้นฉันหวังว่าพื้นที่ลงจอดจะอยู่บนพื้นดิน :)) ปัญหาหลักที่ฉันเห็นด้วยเทคนิคนี้คือผลลัพธ์จะแตกต่างกันไปตามมุมของ UAV ซึ่งยากเป็นพิเศษสำหรับขั้นตอนการลงจอด หรือฉันไม่ได้คิดเรื่องนี้ผ่าน?

— fakemustache

2

ฉันอยากลองสิ่งนี้เสมอ:

เมาท์กล้องที่คว่ำลงบน UAV คุณภาพส่วนใหญ่ไม่เกี่ยวข้อง หยิบเฟรมจากช่วงเวลาที่แน่นอน วิเคราะห์คู่ภาพเพื่อพิจารณาว่าพื้นโลกเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน มีตัวเลือกมากมายสำหรับอัลกอริทึม ทีนี้ให้ความเร็ว GPS ของคุณ (ไม่ใช่ความเร็วของอากาศ!) คุณรู้ว่าคุณจะไปได้เร็วแค่ไหนและพื้นดินจะเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน ที่ระดับความสูง 0 การเคลื่อนไหวที่ชัดเจน (ปรับขนาดอย่างเหมาะสม) จะเป็น 1: 1 เมื่อคุณเพิ่มความสูงความเร็วของพื้นดินจะลดลง

— เบ็นแจ็คสัน
แหล่งที่มา

เทคนิคที่น่าสนใจ! OP ได้แสดงความคิดเห็นต่อคำตอบนี้โดยระบุว่า "น่าเสียดายที่เราไม่สามารถใช้วิธีแก้ปัญหาการมองเห็นได้เนื่องจากข้อ จำกัด ด้านน้ำหนัก" ถึงกระนั้นมันก็น่าสนใจที่จะดูว่าเทคนิคนี้สามารถใช้ในการควบคุมทัศนคติในแนวนอนได้หรือไม่

— Kevin Vermeer

มันฟังดูสวยงามจริงๆ : DI จะทำให้แน่ใจว่าจะพูดถึงมัน

— fakemustache

หากคุณสามารถใส่ GPS ได้คุณสามารถใส่กล้องได้ มันอาจใช้เวลาบิตของความพยายาม แต่กล้องโทรศัพท์มือถือที่มีขนาดเล็ก

— Connor Wolf

ปัญหาไม่ใช่กล้องเรามีสิ่งนั้น ปัญหาคือต้นทุน (ความซับซ้อน) ของการประมวลผลภาพเนื่องจากคอร์ - ซีพียูต้องจัดการกับมันและเราไม่มีความสามารถในการเปลี่ยนแปลง

— fakemustache