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无人机避障

无人机雷达避障方案

近几年,随着无人机市场的火热,大量无人机在空中遇到飞行障碍物,导致飞行困难现象时有发生,因而避障问题也是制约无人机发展的关键挑战之一。雷达有相对于超声波5倍的探测距离,频率高,抗干扰能力强,已经成为无人机的标配附件。毫米波雷达体积小,分辨率高,功耗低等特点完全满足无人机对体积和功耗的苛刻要求。 

目前,主流的电动多旋翼无人机避障系统主要有三种,分别是超声波、TOF,以及相对更复杂的,由多种测距方法和视觉图像处理组成的复合型方法。

超声波避障时如果物体表面反射能力不足,避障系统的有效距离就会降低,安全隐患会显著提高。一般来说,超声波的有效距离是5米。

TOF避障会受到干扰光波干扰,而城市环境下楼宇间的光污染,给TOF避障系统带来了难题,系统发出的光,必须避开太阳光的主要能量波段,从而避免太阳光的直射、反射等对避障系统造成干扰。TOF在室内测量距离最大可以到10米,室外强光干扰的话,5米左右。

视觉图像避障方法采用双目视觉与结构光,有效测距可达10米,通过打出的左红外传感器和右红外传感器追踪这束光的位置,同时受限于暗光下使用,也是不敌强光干扰。

雷达具有全天时全天候工作,抗烟、雪、雨、雾的能力,是个人航拍无人机等超低空作业的无人机比较理想的选择。

 

纳雷SP25短距测距雷达实测图 

雷达安装位置灵活,适用于各种型号的无人机平台,通过UART串口与无人机飞行控制系统直接互联。同时可根据应用需求同步安装一个或多个模块扩展飞行检测视角,向周围发射低功率电磁波束,捕获回波信号计算障碍物的距离。从而引导无人机飞行控制系统快速做出调整飞行方向的决策。当超过安全距离时,防撞系统(感知-规避系统)基本上可代替操控员完成相关计算,并自动触发规避其他飞行器的动作。
雷达在无人机防碰撞中的优势:
1. 低成本、低功耗;
2. 尺寸小、重量轻;
3. 精确、稳定的障碍物检测;
4. 测量距离远、抗干扰能力强。

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