基于正交雷達的無人機導線自主跟蹤技術(shù)研究
發(fā)布時間:2024-06-28 00:48
為了實現(xiàn)輸電線路上無人機自主跟蹤,提出基于正交雷達作為無人機測距傳感器,對無人機導線跟蹤飛行建立測距模型并計算無人機跟蹤姿態(tài)中離線距離,以此利用PID控制算法來對無人機在導線上空實現(xiàn)導線跟蹤,并且根據(jù)塔頭模型的掃描點云特性識別塔頭后實現(xiàn)轉(zhuǎn)角塔的自動跨塔巡檢,從而實現(xiàn)無人機全自動巡檢。在實驗中,將無人機跟蹤中無人機水平方向速度的變化作為跟蹤穩(wěn)定性指標,并將塔頭識別準確率作為跨塔算法的指標。結(jié)果表明,在實際場景的飛行中水平速度的變化不劇烈且平滑,塔頭識別率為96%,驗證了算法的可行性和有效性。
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【部分圖文】:
本文編號:3996195
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圖1雷達坐標系
表1正交雷達具體參數(shù)參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值重量/g330激光采樣率/kHz9.2測距范圍/m0.1~40m(白色目標),0.1~10m(漫反射率10%)角度分辨率/(°)0.2~0.6測距精度/cm±5掃描角度/(°)0~360測距分辨率....
圖2正交雷達的測距模型
正交雷達在輸電線路通道上方測距模型如圖2所示。在圖2中,正交雷達激光旋轉(zhuǎn)1圈就計為1個測量周期t。在測距模型中,無人機在導線的正上空,在俯視角如圖3所示。圖3中,DLF、DLB、DRF、DRB分別為無人機左前方、左后方、右前方、右后方距離導線的距離。
圖3無人機可跟蹤巡檢姿態(tài)俯視圖
在測距模型中,無人機在導線的正上空,在俯視角如圖3所示。圖3中,DLF、DLB、DRF、DRB分別為無人機左前方、左后方、右前方、右后方距離導線的距離。令EFB=|DLB-DLF|,ELR=|DLF-DRF|;并設(shè)β為航道姿態(tài)調(diào)整的前后測距誤差閾值;α為航向姿態(tài)調(diào)整的左右測距誤....
圖4無人機航向調(diào)整姿態(tài)俯視圖
Eangle=45°-arctan(DLB?cosθDLF?cosθ)?????????(1)當EFB≤β,ELR>α時,如圖5所示,認為無人機處于航道調(diào)整姿態(tài),此時無人機應(yīng)進行水平左右位置平移調(diào)整,其誤差量為Ed。
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