Sistema LiDAR de escaneo basado en telescopio para localización y seguimiento de UAV de largo alcance seguro para los...

Área de la Ciencia:

• Robótica y automatización.
• Ingeniería óptica Ingeniería óptica.
• Ingeniería Aeroespacial Ingeniería Aeroespacial.

Sus antecedentes:

• La localización y el seguimiento precisos de pequeños vehículos aéreos no tripulados (UAV) son cruciales para diversas aplicaciones, incluida la vigilancia, la inspección y la entrega.
• Los sistemas de seguimiento existentes a menudo se enfrentan a limitaciones en el alcance, la precisión o la seguridad ocular, especialmente para operaciones de larga distancia.
• El desarrollo de un sistema de localización y seguimiento de largo alcance y seguro para los ojos para los UAV es esencial para superar estos desafíos.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y evaluar experimentalmente un nuevo sistema de detección y alcance de luz de exploración basado en telescopios (LiDAR).
• Para lograr la localización de largo alcance y el seguimiento de pequeños vehículos aéreos no tripulados (UAV) con seguridad para los ojos.
• Para validar el rendimiento del sistema en entornos de laboratorio y de campo.

Principales métodos:

• Implementación de un sistema prototipo con un transmisor láser seguro para los ojos, una matriz unidimensional de detectores de fotodiodo de avalancha (APD) y un telescopio.
• Experimentos de laboratorio para la localización estática y dinámica de un DJI Phantom 3 UAV a 300 metros.
• Pruebas de campo que incluyen mediciones de distancia a una DJI Matrice de 30 a 50 metros y seguimiento de objetivos híbridos a 300 metros con velocidades de hasta 15 m/s.

Principales resultados:

• Se logró una robusta localización estática y dinámica de un UAV a una distancia de 300 metros en entornos de laboratorio.
• Se demostraron mediciones exitosas de distancia a un UAV de hasta 50 metros en pruebas de campo.
• Se demostró un seguimiento de objetivos híbrido factible, combinando LiDAR para el procesamiento horizontal y basado en imágenes para el movimiento vertical, a 300 metros y 15 m/s.

Conclusiones:

• El sistema LiDAR de escaneo basado en telescopios desarrollado proporciona una solución efectiva para la localización y el seguimiento de drones de largo alcance y seguros para los ojos.
• El sistema demuestra un potencial significativo para aplicaciones del mundo real que requieren un monitoreo preciso de UAV.
• Las estrategias de seguimiento híbridas que integran LiDAR y métodos basados en la visión mejoran la precisión y versatilidad del seguimiento.