為了實(shí)現(xiàn)輸電線路上無(wú)人機(jī)自主跟蹤,提出基于正交雷達(dá)作為無(wú)人機(jī)測(cè)距傳感器,對(duì)無(wú)人機(jī)導(dǎo)線跟蹤飛行建立測(cè)距模型并計(jì)算無(wú)人機(jī)跟蹤姿態(tài)中離線距離,以此利用PID控制算法來(lái)對(duì)無(wú)人機(jī)在導(dǎo)線上空實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線跟蹤,并且根據(jù)塔頭模型的掃描點(diǎn)云特性識(shí)別塔頭后實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角塔的自動(dòng)跨塔巡檢,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)全自動(dòng)巡檢。在實(shí)驗(yàn)中,將無(wú)人機(jī)跟蹤中無(wú)人機(jī)水平方向速度的變化作為跟蹤穩(wěn)定性指標(biāo),并將塔頭識(shí)別準(zhǔn)確率作為跨塔算法的指標(biāo)。結(jié)果表明,在實(shí)際場(chǎng)景的飛行中水平速度的變化不劇烈且平滑,塔頭識(shí)別率為96%,驗(yàn)證了算法的可行性和有效性。

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圖1雷達(dá)坐標(biāo)系

表1正交雷達(dá)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(cè)距范圍/m0.1～40m(白色目標(biāo)),0.1～10m(漫反射率10%)角度分辨率/(°)0.2～0.6測(cè)距精度/cm±5掃描角度/(°)0～360測(cè)距分辨率....

圖2正交雷達(dá)的測(cè)距模型

正交雷達(dá)在輸電線路通道上方測(cè)距模型如圖2所示。在圖2中,正交雷達(dá)激光旋轉(zhuǎn)1圈就計(jì)為1個(gè)測(cè)量周期t。在測(cè)距模型中,無(wú)人機(jī)在導(dǎo)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(wú)人機(jī)左前方、左后方、右前方、右后方距離導(dǎo)線的距離。

圖3無(wú)人機(jī)可跟蹤巡檢姿態(tài)俯視圖

在測(cè)距模型中,無(wú)人機(jī)在導(dǎo)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(wú)人機(jī)左前方、左后方、右前方、右后方距離導(dǎo)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(cè)距誤差閾值;α為航向姿態(tài)調(diào)整的左右測(cè)距誤....

圖4無(wú)人機(jī)航向調(diào)整姿態(tài)俯視圖

Eangle=45°-arctan(DLB?cosθDLF?cosθ)?????????(1)當(dāng)EFB≤β,ELR>α?xí)r,如圖5所示,認(rèn)為無(wú)人機(jī)處于航道調(diào)整姿態(tài),此時(shí)無(wú)人機(jī)應(yīng)進(jìn)行水平左右位置平移調(diào)整,其誤差量為Ed。

本文編號(hào)：3996195