無人機探地合成孔徑雷達(SAR)將無人機和雷達技術結合起來,可以對地面進行高分辨率的成像。這項技術可以應用于軍事、民用和科學領域,例如對地形進行三維成像、監測冰川變化、或者搜索失聯人員等等。它的優點是高效、準確、靈活和經濟,可以在短時間內完成大面積成像任務。此外,它的低視距優勢,還可以避免由于氣候和地形等因素所產生的影響。 下面視頻中介紹的是其中一個應用場景:地雷探測。 視頻簡單介紹了系統功能,自主導航和定位是生成高質量GPSAR圖像的先決條件。該系統采用的是大疆M600 Pro微型無人機(MAV),載重高達6.0kg。用戶能夠指定一個地理參考的GPSAR任務,然后MAV自主執行。著陸后,MAV從同步的GNSS和IMU測量數據中自動計算精確的雷達天線位置,并輸入到雷達成像過程中。 如上圖所示,板載計算單元(c)功能強大,可以記錄傳感器數據,在線計算導航解決方案,并通過自動駕駛儀和機器人操作系統(ROS)控制來MAV。VersaVIS (d)是一個帶有外設的MCU,用于連接傳感器。IMU(e)和兩個GNSS接收器(f)和(g),再加上兩個螺旋三波段天線和校正調制解調器(h),構成了精確平臺定位所需的高精度導航解決方案的基礎。 所有組件均由單個電源板(i)供電,該電源板能夠將MAV的18v電源從機載電池轉換為5V,12V和24V。在吊艙的底部,雷達高度計(j)和激光雷達高度計(k)用于測量平臺相對于地面的高度(AGL)。相機(l)和鏡頭(m)生成航拍圖像,構建用于路徑規劃和雷達成像的攝影測量圖。 另外,定制的1GHz至4GHz FMCW雷達(n)及其四個不同極化方向的喇叭天線(o)被用于GPSAR圖像。相機相對于IMUBTBS5的姿態通過校準軟件確定。 為了安全起見,操作人員可以隨時使用遙控器(RC)中斷任務。任務本身也可以根據地理參考地圖,在現場或辦公室的操作人員筆記本電腦上進行規劃,如下圖b所示。 在測量RTK GNSS基站位置后,任務自動執行,所有處理和數據記錄都在圖c所示的有限狀態機控制的平臺上進行。有限狀態機啟動傳感器記錄并自動起飛MAV。平臺上升到無碰撞高度,例如30米,先飛行到任務開始上方的位置。然后下降到任務高度,執行預先規劃的軌跡。完成后,平臺飛回高空,返回起飛位置,最后自動著陸。著陸后從板載計算機下載傳感器和定位數據,傳給光學或雷達成像處理器。 關于該試驗的文獻資料共40頁,詳細介紹了系統工作原理和過程,并試驗驗證了定位精度,實現了對埋在沙子中雷達目標的相干雷達成像和檢測,驗證了其用于地雷探測的潛力。
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原文標題:無人機探地SAR的應用場景之一:地雷探測
文章出處:【微信號:雷達通信電子戰,微信公眾號:雷達通信電子戰】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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