Comment mettre en œuvre une mesure de distance précise (au sol) sur un drone de type avion pour des hauteurs supérieures à 10 m?

Comment mettre en œuvre la mesure de distance drone-sol pour les atterrissages de pilote automatique pour des hauteurs de plus de 10 m? J'ai trouvé que les ultrasons étaient trop imprécis, sans parler du GPS. La hauteur maximale est de 1000 m, Vmax est de 100 km / h, la moyenne est de 72 km / h. Le drone ressemble à un avion, pas * d'hélicoptère ou plus.

Merci pour toute contribution!

Vous recherchez probablement un altimètre radar, mais je pense que 1000m de hauteur sera un défi si vous voulez le construire vous-même, en raison de la puissance nécessaire pour obtenir une réflexion détectable à une telle distance. Quelques centaines de mètres peuvent être une cible plus réaliste pour un radar basse consommation fait maison.

Voici les schémas de l'altimètre d'atterrissage radar qui est utile à environ 1000 pieds.

Sur les vrais avions, ils auront à la fois un altimètre radar et un altimètre barométrique. L'altimètre barométrique est utilisé à des altitudes plus élevées et l'altimètre radar est utilisé pendant le décollage et l'atterrissage pour mesurer la distance au sol réel (c'est-à-dire à des altitudes où les changements d'élévation du terrain sont un problème important - généralement 5000 pieds).

En réalité, un seul capteur ne sera probablement pas assez précis pour faire ce que vous voulez. La plupart de ce que je sais est lié aux AGV (véhicules terrestres), mais je pense que certains des mêmes principes s'appliquent.

Vous souhaiterez probablement utiliser une combinaison de capteurs pour obtenir la précision dont vous avez besoin. Certains d'entre eux peuvent être assez chers.

• GPS: Un module GPS standard devrait pouvoir vous descendre à environ 1 m +/- de précision. Si vous passez à une configuration différentielle (une station au sol, une dans l'avion), vous devriez pouvoir obtenir beaucoup plus de précision, mais à un coût beaucoup plus élevé. Quelque chose comme 10 cm ou même 1 cm devrait être possible (avec les données de vitesse), mais avec un coût nettement plus élevé.

• INS: Vous pouvez compléter votre système GPS avec des mesures intertiales. Le boom des appareils MEMS a rendu les capteurs à semi-conducteurs relativement décents disponibles aux prix à la consommation. L'ajout d'accéléromètres, de gyromètres et de magnétomètres aux données GPS devrait rendre le signal plus précis et tenir compte des éventuels "pépins" dans vos lectures GPS.

• Navigation radio-assistée: je ne suis pas tout à fait au courant, mais de nombreux aéroports utilisent une radio-assistance pour aider à poser les avions. Vous pourrez peut-être rechercher comment ces systèmes fonctionnent réellement et mettre en œuvre le vôtre (légalement, bien sûr).

Pour un examen plus détaillé de certaines de ces considérations, je consulterais DIYDrones. Ils ont mis en place des systèmes assez étroitement intégrés utilisant le GPS, l'INS, les baromètres et un large éventail d'autres capteurs. Ils ont également abordé certains des défis de filtrage difficiles liés à de multiples sources de données dans un système aéroporté.

Un baromètre ferait très bien, vous obtiendrez quelque chose comme une résolution de 10 cm, le seul point délicat est que votre drone devra connaître la pression barométrique au niveau du sol et cela a tendance à changer avec la météo.

Si vous voulez un contrôle de localisation très performant, vous ne contournez probablement pas un système basé sur la vision avec un ordinateur haute puissance qui peut reconnaître la piste d'atterrissage et frapper la bonne zone à la bonne vitesse.

Si vous allez atterrir sur des sites d'atterrissage sous votre contrôle, je placerais plusieurs émetteurs radio autour du site et comparerais la puissance du signal. C'est le seul moyen fiable et facile à mettre en œuvre.

Si vous souhaitez atterrir n'importe où - seul le GPS (+ -1m possible aux États-Unis), les mesures par ultrasons ou laser sont des options valides, mais aucune d'entre elles n'est parfaite.

Un télémètre laser vous donnera une bonne précision et exactitude, et est conçu pour votre distance attendue, mais peut être lourd (en raison de l'optique) et résoudra la distance à un point plutôt qu'à une zone plus grande.

Le résultat mesuré peut changer rapidement si vous allez sur un terrain qui présente beaucoup de variations (comme une forêt ou une ville), et il peut être difficile d'obtenir une lecture sur des surfaces réfléchissantes telles que l'eau qui ne rendra pas beaucoup de faisceau dans la direction où il est venu.

Cependant, cela devrait être considéré comme une option. Télémètres portables grand public pour la chasse ou la course de golf de 50 $ à plus de 200 $; Je ne suis pas sûr des prix commerciaux pour l'intégration dans un système comme un drone.

J'ai toujours voulu essayer ceci:

Montez une caméra orientée vers le bas sur l'UAV. La qualité est généralement hors de propos. Saisissez des images à un intervalle fixe. Analysez des paires d'images pour déterminer la vitesse à laquelle le sol semble se déplacer. Il y a beaucoup d'options ici pour les algorithmes. Maintenant, compte tenu de votre vitesse GPS (et non de votre vitesse!), Vous voyez à quelle vitesse vous allez réellement et à quelle vitesse le sol semble se déplacer. À 0 altitude, le mouvement apparent (correctement mis à l'échelle) serait de 1: 1. À mesure que vous prenez de l'altitude, la vitesse apparente du sol ralentit.