关于开发用于小型固定翼无人机的感知和避开系统
Bruno M B Pedro1, André C Marta1
1IDMEC, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, 1049-001 Lisboa, Portugal.
Sensors (Basel, Switzerland)
|April 26, 2025
概括
这项研究开发了一种负担得起的感知和避免 (S&A) 系统,用于小型无人机 (UAV). 该系统成功检测并避免了障碍物,提高了无人机操作的飞行安全.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 计算机科学 计算机科学
背景情况:
- 无人机 (UAV) 的日益普及,需要采取先进的飞行安全措施.
- 小型固定翼无人机 (25公斤以下,15米/秒以下) 需要具有成本效益和高效的避免碰撞解决方案.
- 现有的系统可能不适合小型无人机的尺寸和成本限制.
研究的目的:
- 为小型固定翼无人机设计和开发一个负担得起和高效的感知和避免 (S&A) 系统.
- 将多个不合作的传感器与飞行控制器和伴侣计算机集成.
- 实施和验证实时避免碰撞的算法.
主要方法:
- 集成超声波传感器,激光遥感器和LiDAR用于环境感知.
- 使用Pixhawk 6X飞行控制器和Raspberry Pi CM4伴侣计算机进行系统控制和处理.
- 实现矢量场直方图 (VFH) 算法用于传感器数据分析和轨迹规划.
主要成果:
- 成功展示了障碍物检测和避开能力.
- 在10 Hz的频率上生成实时轨迹校正.
- 使用地面探测器测试台验证系统的有效性.
结论:
- 开发的Sense and Avoid (S&A) 系统是提高小型无人机安全的可行解决方案.
- 廉价传感器和高效算法的集成为避免碰撞提供了一个实用的方法.
- 该系统有助于无人机在复杂环境中安全操作.
