基于激光检测的无人机探测系统与实验

发布时间：2021-10-31 15:56

　　现有的无人机探测通常采用以雷达扫描为主,辅以其他传感器探测的方式。但是,目前使用雷达探测的成本较高,而激光器作为一种低成本、低功耗的器件已受到人们广泛关注。以激光为载体,结合无线光通信中的捕获、瞄准、跟踪（APT）系统,设计并实现了一种基于激光探测技术的无人机扫描定位系统,并以气球模拟无人机目标的测试方式,测试了该系统的定位精度和效率。扫描试验结果表明:在激光发射器平均功率小于40mW的情况下,该系统对目标的捕获定位能达到较高的精度,误差在5%以内,最大可探测范围为45m。 

【文章来源】：半导体光电. 2020,41(04)北大核心

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【部分图文】：

系统总体结构框图

在无线激光通信中，APT系统的任务是实现光链路的建立，并在链路建立后保持光束方向的相对稳定，以保证通信的实现[9]。在无人机目标的激光探测应用中，APT系统的工作流程主要分为三个阶段：目标初始捕获阶段、目标对准阶段以及目标跟踪阶段。APT系统的工作流程如图2所示。在本系统的扫描跟踪部分中，光斑检测模块采用空间激光通信中常用的四象限光电探测器构成光斑检测模块，伺服转台选用由舵机控制的2自由度云台作为跟踪捕获系统的伺服转台。光斑检测模块将采集到的光斑位置信息传输给微处理器，微处理器通过控制信号控制伺服转台，从而改变激光系统的倾角与方位角，以此完成激光对目标的对准与跟踪。扫描跟踪系统的工作流程如图3所示。

扫描系统从零位置开始，在微处理器的控制下，对水平面108°角、垂直面54°的前方目标区域进行矩形扫描，直到光斑检测单元接收到反射光信号后，完成捕获。微处理器调整伺服转台对准目标，进入跟踪阶段，光斑检测单元测得脱靶数据并将其发送给微处理器，经过数据处理控制伺服转台实现对目标的跟踪。并且由光斑检测单元检测是否丢失目标，若丢失目标则发送一个信号反馈给微处理器，系统回到初始状态重新捕获目标。2.2 激光测距及定位


本文编号：3468426