10m 이상의 높이에 대해 평면 같은 UAV에서 정확한 거리 측정 (접지까지)을 어떻게 구현합니까?

10m 이상의 높이에서 자동 조종 장치 착륙을위한 드론-지상 거리 측정을 어떻게 구현합니까? GPS는 물론 초음파가 너무 부정확하다는 것을 알았습니다. 최대 높이는 1000m, Vmax는 100km / h, 평균은 72km / h입니다. 무인 항공기는 비행기와 같으며 헬리콥터가 없습니다.

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아마도 레이더 고도계를 찾고있을 것입니다. 그러나 거리에서 감지 할 수있는 반사 력을 얻기 위해 필요한 전력 때문에 1000m 높이가 직접 빌드하려는 경우 도전이 될 것이라고 생각합니다. 수백 미터는 집에서 만든 저전력 레이더의보다 현실적인 목표 일 수 있습니다.

다음은 약 1000 피트에 유용한 레이더 랜딩 고도계의 개략도 입니다.

실제 항공기에는 레이더 고도계와 기압 고도계가 있습니다. 기압 고도계는 더 높은 고도에서 사용되며 레이더 고도계는 실제 지상까지의 거리를 측정하기 위해 이륙 및 착륙시 사용됩니다 (예 : 지형 고도 변화가 중요한 문제인 일반적으로 5000 피트).

실제로 단일 센서는 아마도 원하는 것을 수행하기에 충분히 정확하지 않을 것입니다. 내가 아는 대부분은 AGV (Ground Vehicles)와 관련이 있지만 동일한 원칙 중 일부가 적용된다고 생각합니다.

필요한 정확도를 얻기 위해 센서 조합을 사용하고 싶을 것입니다. 이들 중 일부는 상당히 비쌀 수 있습니다.

• GPS : 표준 GPS 모듈은 약 1m +/- 정확도까지 내려갈 수 있어야합니다. 차동 설정 ​​(지면에 하나의 스테이션, 평면에 하나의 스테이션)으로 올라가면 훨씬 더 높은 정확도로 더 높은 비용을 얻을 수 있습니다. 10cm 또는 1cm와 같은 것이 가능해야하지만 (속도 데이터 포함) 비용이 훨씬 더 높습니다.

• INS : 인터벌 측정으로 GPS 시스템을 보완 할 수 있습니다. MEMS 디바이스의 붐은 소비자 가격으로 비교적 괜찮은 고체 센서를 사용할 수있게했다. GPS 데이터에 가속도계, 자이로 미터 및 자력계 데이터를 추가하면 신호가 더욱 정확 해지며 GPS 판독 값에서 "글리치"가 발생합니다.

• 무선 지원 항법 : 나는 이것에 전적으로 올라가지는 않지만, 많은 공항들이 비행기 지원을 위해 무선 지원을 사용합니다. 이러한 시스템이 실제로 어떻게 작동하고 자신의 시스템을 실제로 구현하는지 연구 할 수 있습니다.

이러한 고려 사항 중 일부를 자세히 살펴 보려면 DIYDrones를 확인하십시오. GPS, INS, 기압계 및 기타 다양한 센서를 사용하여 매우 긴밀하게 통합 된 시스템을 구성했습니다. 또한 항공 시스템에서 여러 데이터 소스와 함께 발생하는 어려운 필터링 문제를 해결했습니다.

기압계는 10cm 해상도와 같은 것을 얻을 수 있지만, 까다로운 점은 드론이 지상에서 기압을 알아야하며 날씨에 따라 변하는 경향이 있다는 것입니다.

실제로 고성능 위치 제어를 원한다면 랜딩 스트립을 인식하고 올바른 속도로 올바른 영역을 공격 할 수있는 고성능 컴퓨터를 갖춘 비전 기반 시스템을 피해 갈 수 있습니다.

당신이 당신의 통제하에 착륙 지점에 착륙하려고하는 경우, 나는 사이트 주위에 여러 무선 송신기를 배치하고 신호 전력을 비교합니다. 신뢰할 수 있고 구현하기 쉬운 유일한 방법입니다.

GPS (미국에서는 + -1m 가능) 만 상륙하려는 경우 초음파 또는 레이저 측정이 유효한 옵션이지만 완벽하지는 않습니다.

레이저 거리 측정기는 당신에게 좋은 정밀도와 정확도를 제공하고 예상 거리를 위해 설계 될 수 있지만 무거운 (때문에 광학에) 및 점보다는 더 큰 영역까지의 거리가 해결됩니다.

삼림이나 도시와 같이 많은 변형이있는 지형을 지나갈 경우 측정 결과가 빠르게 변할 수 있으며, 물과 같은 반사 표면에 대한 판독 값을 얻기가 어려울 수 있습니다. 그것이 온 방향으로 빔.

그러나 이것은 옵션으로 고려해야합니다. 사냥 또는 골프를위한 소비자 휴대용 거리계는 $ 50에서 $ 200 이상; UAV와 같은 시스템에 통합하기위한 상용 가격이 확실하지 않습니다.

나는 항상 이것을 시도하고 싶었다.

UAV에 아래쪽을 향한 카메라를 장착하십시오. 품질은 대부분 관련이 없습니다. 일정 간격으로 프레임을 잡습니다. 이미지 쌍을 분석하여지면이 얼마나 빠르게 움직이는 지 확인합니다. 여기에는 알고리즘에 대한 많은 옵션이 있습니다. 이제 GPS 속도 (공기 속도가 아님)를 고려하면 실제로 얼마나 빨리 가고 있는지, 땅이 얼마나 빨리 움직이는 것처럼 보입니다. 0 고도에서 (적절하게 스케일링 된) 겉보기 움직임은 1 : 1이됩니다. 고도가 높아지면지면의 겉보기 속도가 느려집니다.