眾所周知,在無(wú)人機(jī)定高方案中,毫米波雷達(dá)因?yàn)榫邆淞藢?duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、抗干擾、易集成、體積小、重量輕以及成本較低的優(yōu)勢(shì),受到了許多無(wú)人機(jī)廠家的青睞。
此前,由于技術(shù)等方面原因的限制,再小的無(wú)人機(jī)定高雷達(dá)也都有一部智能手機(jī)那么大,重量極限也僅能控制在100g左右。其原因是因?yàn)檫@種類型的定高雷達(dá)采用的是大的收發(fā)天線陣列去實(shí)現(xiàn)小的天線扇面,從而降低從回波中檢出高度信息的難度,因此雷達(dá)尺寸非常大,并且難以縮小。以至于之前市面上定高雷達(dá)只能做成一個(gè)巨大的放在腳架上的外掛式雷達(dá),使用非常不方便。 如果要縮小尺寸,則必須縮小天線,那么回波的復(fù)雜度就會(huì)成指數(shù)增長(zhǎng)。這是因?yàn)橐獜幕夭ㄖ泻Y選出精確的高度信息需要天線和算法的緊密配合,一般的毫米波雷達(dá)廠家無(wú)力研發(fā)出如此復(fù)雜的工業(yè)品。國(guó)內(nèi)某雷達(dá)廠商,經(jīng)過(guò)數(shù)年研發(fā)無(wú)果,最終也是購(gòu)買國(guó)外的整套解決方案,才開(kāi)始提供無(wú)人機(jī)定高雷達(dá)。所以,研發(fā)如此復(fù)雜的解析算法非常困難,并且,復(fù)雜的算法遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一個(gè)小型MCU的負(fù)荷,需要使用高性能DSP,這就會(huì)導(dǎo)致功耗和發(fā)熱大幅上升,性能穩(wěn)定性下降。這就是無(wú)人機(jī)定高雷達(dá)小型化難以突破的魔鬼平衡。
現(xiàn)在,精益遠(yuǎn)達(dá)的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì),經(jīng)過(guò)兩年多的潛心研發(fā),一次性將雷達(dá)的面積尺寸縮小到八分之一,重量降低到了7g。并且是目前業(yè)界唯一一款可以集成到無(wú)人機(jī)內(nèi)部的定高雷達(dá),創(chuàng)造了業(yè)界不可超越的奇跡!
根據(jù)精益遠(yuǎn)達(dá)研發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹,這款業(yè)界最小的無(wú)人機(jī)定高雷達(dá)模塊采用獨(dú)家專利的特殊設(shè)計(jì)的交叉天線,在極小的天線尺寸下,實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的回波特性。在通過(guò)精心設(shè)計(jì)的時(shí)-頻三維濾波器算法過(guò)濾干擾,檢出高度信息,配合高穩(wěn)定度高靈敏度目標(biāo)跟蹤算法,實(shí)現(xiàn)了低延遲高精度的目標(biāo)信息輸出。團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)了超高效率數(shù)字信號(hào)處理算法,取代FFT,實(shí)現(xiàn)了用一顆MCU就能完成高性能DSP才能實(shí)現(xiàn)的信號(hào)處理計(jì)算量,并實(shí)現(xiàn)了50Hz的實(shí)時(shí)刷新率。
羅馬不是一日建成的,奇跡也不是一時(shí)就能創(chuàng)造出的。能夠推出業(yè)界首款可集成的高精度定高雷達(dá),一切來(lái)自于精益遠(yuǎn)達(dá)團(tuán)隊(duì)技術(shù)能力的長(zhǎng)期積累,厚積薄發(fā)。無(wú)人機(jī)集成定高雷達(dá)的典型應(yīng)用場(chǎng)景定高模式是無(wú)人機(jī)飛行控制中最重要的模式之一。而高精度的定高雷達(dá)則是定高模式穩(wěn)定飛行的基礎(chǔ)。 定高模式首先可以大大降低飛手控制無(wú)人機(jī)的難度。在沒(méi)有定高模式的情況下,手動(dòng)微調(diào)油門讓無(wú)人機(jī)升力和重量平衡是非常消耗飛手的精力。而進(jìn)入定高模式后,飛手可以只控制無(wú)人機(jī)的飛行方向,而無(wú)需平衡升力,大大解放了飛手,降低了炸機(jī)概率。另外,通過(guò)定高懸停,可以更方便的穩(wěn)定機(jī)身,以獲得更好的拍照效果。最后,通過(guò)定高的仿地飛行,可以確保無(wú)人機(jī)的離地高度,防止地形的變化而發(fā)生撞機(jī)。 以下結(jié)合幾個(gè)具體的無(wú)人機(jī)典型應(yīng)用,展示定高雷達(dá)的作用。
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在大量的無(wú)人機(jī)應(yīng)用中,都需要進(jìn)行航拍。航拍最重要的要求之一則是平臺(tái)穩(wěn)定,這樣才能獲得清晰的圖像。若通過(guò)氣壓計(jì)定高,飛行場(chǎng)景在有風(fēng)的情況下,平臺(tái)極不穩(wěn)定。而采用定高雷達(dá),可以確保在有風(fēng)情況下進(jìn)行穩(wěn)定的定高懸停和平穩(wěn)的仿地平飛攝影,這樣,在降低飛手控制難度的同時(shí)大大的提高了拍攝效果。
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巡線需要在野外強(qiáng)風(fēng)、亂流等惡劣環(huán)境下定高懸停拍照,或者以穩(wěn)定的速度及高度在飛行中拍攝影像。通常在巡線飛行情況下,無(wú)人機(jī)飛行高度較高,距離飛手較遠(yuǎn)。若在沒(méi)有定高雷達(dá)的情況下,飛手需要用肉眼觀察,并配合遙控器進(jìn)行對(duì)油門的細(xì)微操控,來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定高度,然后進(jìn)行拍攝,這樣的操作非常耗時(shí)耗力并且作業(yè)效率低下。但是,在采用精益遠(yuǎn)達(dá)的“蜂鳥(niǎo)-1”高精度定高雷達(dá)后,飛手可以輕松進(jìn)行定高懸停和仿地飛行,快速獲得拍攝條件,完成拍攝任務(wù),從而大大提高作業(yè)效率,降低飛手工作強(qiáng)度。
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植保無(wú)人機(jī)需要保持和植物穩(wěn)定的距離,以確保植保作業(yè)時(shí)藥物噴灑的均勻,以及當(dāng)田地里有墳地草堆時(shí)無(wú)人機(jī)飛過(guò)可升起,避免撞機(jī)。這就需要無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)在野外有風(fēng)的情況下進(jìn)行穩(wěn)定的仿地飛行。采用精益遠(yuǎn)達(dá)“蜂鳥(niǎo)-1”高精度定高雷達(dá)后,可以在植被之上以穩(wěn)定的高度飛行,并避開(kāi)天地中隆起的墳地草堆等。即使在較強(qiáng)的陣風(fēng)下,無(wú)人機(jī)也可以根據(jù)雷達(dá)反饋的高度信息,進(jìn)行穩(wěn)定的定高飛行,從而保證了植保作業(yè)的質(zhì)量,同時(shí)有效降低了炸機(jī)等事故的發(fā)生。
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通用定高模式飛行
控制無(wú)人機(jī)需要?jiǎng)討B(tài)控制油門的同時(shí)控制方向,雙手的控制是完全獨(dú)立的,這樣的操作對(duì)飛手的精力消耗非常大。 控制油門以實(shí)現(xiàn)對(duì)升力的微調(diào),以平衡升力和重力的關(guān)系,使飛機(jī)上升或下降。但在有風(fēng)的條件下,升力是不斷變化的,因此一個(gè)特定的油門位置,在不同風(fēng)場(chǎng)下,可能使無(wú)人機(jī)加速上升,也有可能使無(wú)人機(jī)加速下降。同時(shí),載荷的變化也會(huì)影響油門的位置變化,造成飛手在操控?zé)o人機(jī)時(shí)需要高度集中注意力,這樣對(duì)飛手的精力消耗非常大,非常容易疲憊,也經(jīng)常容易炸機(jī)。
把無(wú)人機(jī)設(shè)定到定高模式或者定點(diǎn)模式進(jìn)行飛行,操作油門把飛機(jī)飛到特定高度,松開(kāi)油門,飛機(jī)就自動(dòng)鎖定當(dāng)前高度進(jìn)行穩(wěn)定飛行,這時(shí)候單手操作就可以了,非常輕松方便。但如果使用氣壓計(jì)定高,在有風(fēng)的情景下,氣壓會(huì)隨風(fēng)波動(dòng),導(dǎo)致測(cè)高數(shù)值波動(dòng),使得無(wú)人機(jī)無(wú)法穩(wěn)定高度。現(xiàn)在,采用精益遠(yuǎn)達(dá)內(nèi)部集成的超小型高精度定高雷達(dá),則可以隱形地實(shí)現(xiàn)在大風(fēng)下“釘釘子“的定高飛行和仿地飛行,從而大大解放了飛手,也進(jìn)一步提高了無(wú)人機(jī)的性能表現(xiàn)和用戶體驗(yàn)友好度。
廈門精益遠(yuǎn)達(dá)智能科技有限公司專注于為您提供超高性能的智能毫米波雷達(dá)產(chǎn)品和技術(shù)。自2017年成立以來(lái),公司致力于面向無(wú)人系統(tǒng)、健康、工業(yè)等領(lǐng)域結(jié)合人工智能算法,開(kāi)創(chuàng)毫米波雷達(dá)的全新應(yīng)用。 公司首創(chuàng)全整形高效算法,顯著降低算力要求;獨(dú)創(chuàng)跨譜細(xì)分時(shí)間積累算法,顯著提高雷達(dá)靈敏度及探測(cè)能力;創(chuàng)新時(shí)域相位距離超分辨算法,距離測(cè)量精度達(dá)1cm;面向高端需求,提供云端AI賦能;高精度天線設(shè)計(jì)技術(shù),可快速滿足細(xì)分定制化市場(chǎng)需求。綜合技術(shù)優(yōu)勢(shì)使得公司產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)超高性能的同時(shí),尺寸和體積大幅減少,功耗顯著降低,為客戶提供高性價(jià)比的領(lǐng)先毫米波雷達(dá)產(chǎn)品。 公司推出車機(jī)雷達(dá)、生命雷達(dá)和物聯(lián)網(wǎng)雷達(dá)三大系列產(chǎn)品,為無(wú)人機(jī)、汽車、生命監(jiān)測(cè)、智慧城市、工業(yè)4.0等領(lǐng)域提供獨(dú)特的小尺寸、超高性能的毫米波雷達(dá)模塊。公司不斷拓展24Ghz、60Ghz、77Ghz和多普勒、調(diào)頻連續(xù)波或3D成像等毫米波雷達(dá)技術(shù)和產(chǎn)品,為智慧社會(huì)建設(shè)感知萬(wàn)物智慧賦能。 公司創(chuàng)新載體建設(shè): 廈門市第十一批“雙百計(jì)劃”企業(yè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)-精益遠(yuǎn)達(dá)毫米波雷達(dá)聯(lián)合研發(fā)中心 廈門中科精益遠(yuǎn)達(dá)雷達(dá)研究院 |
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