基于望远镜的扫描LiDAR系统用于安全的远程无人机定位和跟踪

科学领域:

• 机器人和自动化 机器人和自动化
• 光学工程是指光学工程.
• 航空航天工程 航空航天工程

背景情况:

• 小型无人机的精确定位和跟踪对于各种应用至关重要,包括监视,检查和交付.
• 现有的追踪系统通常面临范围,准确性或眼睛安全方面的局限性,特别是在长途操作中.
• 为克服这些挑战,开发无人机的眼睛安全,远程定位和跟踪系统至关重要.

研究的目的:

• 设计和实验评估一种基于望远镜的扫描光探测和测距 (LiDAR) 系统.
• 为了实现眼睛安全,远程定位和跟踪小型无人机 (UAV).
• 在实验室和现场环境中验证系统的性能.

主要方法:

• 实施了一种原型系统,其中包括一个安全的激光发射器,一个一维的雪崩光二极管 (APD) 探测器阵列和一个望远镜.
• 实验室实验用于在300米处静态和动态定位DJI Phantom 3无人机.
• 实地测试涉及到距离测量到DJI矩阵30至50米和混合目标追踪300米的距离,速度高达15米/秒.

主要成果:

• 在实验室环境中,在300米的范围内实现了无人机的稳健静态和动态定位.
• 在现场测试中,成功测量到无人机的距离达到了50米.
• 可行的混合目标跟踪,结合LiDAR用于水平和基于图像的处理用于垂直移动,被证明在300米和15米/秒.

结论:

• 开发的基于望远镜的扫描LiDAR系统为眼睛安全,远程无人机定位和跟踪提供了有效的解决方案.
• 该系统显示了需要精确无人机监控的现实应用的巨大潜力.
• 结合LiDAR和基于视觉的方法的混合追踪策略可以提高追踪的准确性和多功能性.