¿Cómo implemento la medición precisa de la distancia (al suelo) en un UAV similar a un avión para alturas superiores a 10 m?

¿Cómo implemento la medición de distancia de drones a tierra para aterrizajes de piloto automático para alturas superiores a 10 m? Encontré que el ultrasonido es demasiado impreciso, y mucho menos el GPS. La altura máxima es de 1000 m, Vmax es de 100 km / h, el promedio es de 72 km / h. El dron es como un avión, no * helicóptero más o menos.

Gracias por cualquier aportación!

Probablemente esté buscando un altímetro de radar, pero creo que 1000 m de altura será un desafío si desea construirlo usted mismo, debido a la potencia requerida para obtener una reflexión detectable a esa distancia. Un par de cientos de metros pueden ser un objetivo más realista para el radar de baja potencia hecho en casa.

Aquí hay esquemas de altímetro de aterrizaje por radar que son útiles a aproximadamente 1000 pies.

En aviones reales, tendrán un altímetro de radar y un altímetro barométrico. El altímetro barométrico se usa en altitudes más altas y el altímetro de radar se usa durante el despegue y el aterrizaje para medir la distancia al suelo real (es decir, en altitudes donde los cambios de elevación del terreno son una preocupación importante, generalmente 5000 pies).

En realidad, un solo sensor probablemente no será lo suficientemente preciso como para hacer lo que desea. La mayor parte de lo que sé está relacionado con los AGV (vehículos terrestres), pero creo que se aplican algunos de los mismos principios.

Probablemente desee utilizar una combinación de sensores para obtener la precisión que necesita. Algunos de estos pueden ser bastante caros.

• GPS: un módulo GPS estándar debería ser capaz de reducir la precisión de aproximadamente 1m +/-. Si avanza a una configuración diferencial (una estación en tierra, otra en el avión), entonces debería poder obtener una precisión significativamente mayor, pero a un costo mucho más alto. Algo como 10 cm o incluso 1 cm debería ser posible (con datos de velocidad), pero con un costo significativamente mayor.

• INS: puede complementar su sistema de GPS con mediciones intertiales. El auge de los dispositivos MEMS ha puesto a disposición de los consumidores sensores de estado sólido relativamente decentes. Agregar datos de acelerómetro, girómetro y magnetómetro a los datos del GPS debería hacer que la señal sea más precisa y tener en cuenta las posibles "fallas" en sus lecturas de GPS.

• Navegación asistida por radio: no estoy enteramente enterado de esto, pero muchos aeropuertos usan una radio asistencia para ayudar a aterrizar los aviones. Es posible que pueda investigar cómo funcionan realmente estos sistemas e implementar los suyos propios (legalmente, por supuesto).

Para una visión más detallada de algunas de estas consideraciones, echaría un vistazo a DIYDrones. Han reunido algunos sistemas bastante integrados que utilizan GPS, INS, Barómetros y una gran variedad de otros sensores. También han abordado algunos de los difíciles desafíos de filtrado que vienen con múltiples fuentes de datos en un sistema aerotransportado.

Un barómetro funcionaría bastante bien si obtienes algo así como una resolución de 10 cm, lo único complicado es que tu dron necesitará conocer la presión barométrica a nivel del suelo y eso tiende a cambiar con el clima.

Si desea un control de ubicación de alto rendimiento, entonces probablemente no se moverá por un sistema basado en visión con una computadora de alta potencia que pueda reconocer la pista de aterrizaje y golpear la zona correcta a la velocidad correcta.

Si va a aterrizar en sitios de aterrizaje bajo su control, colocaría varios emisores de radio alrededor del sitio y compararía la potencia de la señal. Esa es la única forma confiable y fácil de implementar.

Si desea aterrizar en cualquier lugar, solo el GPS (+ -1m posible en EE. UU.), Las mediciones ultrasónicas o láser son opciones válidas, pero ninguna de ellas es perfecta.

Un telémetro láser le dará una buena precisión y exactitud, y está diseñado para su distancia esperada, pero puede ser pesado (debido a la óptica) y resolverá la distancia a un punto en lugar de un área más grande.

El resultado medido puede cambiar rápidamente si va sobre un terreno que tiene mucha variación (como un bosque o una ciudad), y puede ser difícil obtener una lectura sobre superficies reflectantes como el agua que no devolverá gran parte del haz en la dirección que vino.

Sin embargo, esto debe considerarse como una opción. Los telémetros portátiles de consumo para caza o golf van desde $ 50 hasta más de $ 200; No estoy seguro de los precios comerciales para la integración en un sistema como un UAV.

Siempre quise probar esto:

Monte una cámara orientada hacia abajo en el UAV. La calidad es sobre todo irrelevante. Agarra cuadros de él en un intervalo fijo. Analice pares de imágenes para determinar qué tan rápido parece moverse el suelo. Aquí hay muchas opciones para algoritmos. Ahora, dada su velocidad de GPS (¡no la velocidad aérea!), Usted sabe qué tan rápido está yendo realmente y qué tan rápido parece moverse el suelo. A 0 altitud, el movimiento aparente (correctamente ajustado) sería 1: 1. A medida que gana altitud, la velocidad aparente del suelo se reducirá.