基于正交雷达的无人机导线自主跟踪技术研究

发布时间：2024-06-28 00:48

　　为了实现输电线路上无人机自主跟踪,提出基于正交雷达作为无人机测距传感器,对无人机导线跟踪飞行建立测距模型并计算无人机跟踪姿态中离线距离,以此利用PID控制算法来对无人机在导线上空实现导线跟踪,并且根据塔头模型的扫描点云特性识别塔头后实现转角塔的自动跨塔巡检,从而实现无人机全自动巡检。在实验中,将无人机跟踪中无人机水平方向速度的变化作为跟踪稳定性指标,并将塔头识别准确率作为跨塔算法的指标。结果表明,在实际场景的飞行中水平速度的变化不剧烈且平滑,塔头识别率为96%,验证了算法的可行性和有效性。

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【部分图文】：

图1雷达坐标系

表1正交雷达具体参数参数数值参数数值重量/g330激光采样率/kHz9.2测距范围/m0.1～40m(白色目标),0.1～10m(漫反射率10%)角度分辨率/(°)0.2～0.6测距精度/cm±5扫描角度/(°)0～360测距分辨率....

图2正交雷达的测距模型

正交雷达在输电线路通道上方测距模型如图2所示。在图2中,正交雷达激光旋转1圈就计为1个测量周期t。在测距模型中,无人机在导线的正上空,在俯视角如图3所示。图3中,DLF、DLB、DRF、DRB分别为无人机左前方、左后方、右前方、右后方距离导线的距离。

图3无人机可跟踪巡检姿态俯视图

在测距模型中,无人机在导线的正上空,在俯视角如图3所示。图3中,DLF、DLB、DRF、DRB分别为无人机左前方、左后方、右前方、右后方距离导线的距离。令EFB=|DLB-DLF|,ELR=|DLF-DRF|;并设β为航道姿态调整的前后测距误差阈值;α为航向姿态调整的左右测距误....

图4无人机航向调整姿态俯视图

Eangle=45°-arctan(DLB?cosθDLF?cosθ)?????????(1)当EFB≤β,ELR>α时,如图5所示,认为无人机处于航道调整姿态,此时无人机应进行水平左右位置平移调整,其误差量为Ed。

本文编号：3996195