Método de posicionamiento para vehículo aéreo no tripulado (VANT) basado en velocímetro Doppler láser bidimensional a bordo: experimento y navegación muerta
Autores: Chen, Lanjian; Xi, Chongbin; Jin, Shilong; Zhou, Jian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Método de posicionamiento para vehículo aéreo no tripulado (VANT) basado en velocímetro Doppler láser bidimensional a bordo: experimento y navegación muerta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Navegación autónoma
Drones
Precisión de posicionamiento
Velocímetro láser Doppler
Medición de velocidad
Navegación de drones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
En la navegación autónoma de drones, mejorar la precisión de posicionamiento es de gran importancia para obtener información altamente precisa sobre la velocidad de vuelo. Los métodos tradicionales de medición de velocidad por microondas y acústicos tienen las desventajas de baja precisión y susceptibilidad a interferencias. En este estudio, se desarrolló e investigó un velocímetro láser Doppler bidimensional montado en un vehículo aéreo no tripulado (VANT), y se llevó a cabo un experimento relevante de navegación y posicionamiento de drones. El prototipo de velocímetro láser Doppler bidimensional (LDV) montado en el VANT desarrollado en este estudio aplica un esquema de medición de luz de doble haz, compartiendo un grupo de lentes de enfoque. Después de la integración del proceso, se midió el rendimiento del prototipo. Se muestra que se puede lograr un efecto de medición de velocidad con una alta relación señal-ruido utilizando dos haces de sonda de medición dentro de un rango de distancia de trabajo de 40 m a 60 m. En el experimento de vuelo, la trayectoria de vuelo calculada utilizando los datos de velocidad medidos por el LDV se comparó con la trayectoria registrada por el sistema global de navegación por satélite (GNSS). El resultado muestra que el LDV puede lograr una precisión de odómetro de 4.8. Este estudio ha validado la viabilidad del velocímetro láser Doppler en la navegación y posicionamiento de drones, proporcionando un método novedoso para la medición de velocidad confiable y de alta precisión en la navegación autónoma de drones.
Descripción
En la navegación autónoma de drones, mejorar la precisión de posicionamiento es de gran importancia para obtener información altamente precisa sobre la velocidad de vuelo. Los métodos tradicionales de medición de velocidad por microondas y acústicos tienen las desventajas de baja precisión y susceptibilidad a interferencias. En este estudio, se desarrolló e investigó un velocímetro láser Doppler bidimensional montado en un vehículo aéreo no tripulado (VANT), y se llevó a cabo un experimento relevante de navegación y posicionamiento de drones. El prototipo de velocímetro láser Doppler bidimensional (LDV) montado en el VANT desarrollado en este estudio aplica un esquema de medición de luz de doble haz, compartiendo un grupo de lentes de enfoque. Después de la integración del proceso, se midió el rendimiento del prototipo. Se muestra que se puede lograr un efecto de medición de velocidad con una alta relación señal-ruido utilizando dos haces de sonda de medición dentro de un rango de distancia de trabajo de 40 m a 60 m. En el experimento de vuelo, la trayectoria de vuelo calculada utilizando los datos de velocidad medidos por el LDV se comparó con la trayectoria registrada por el sistema global de navegación por satélite (GNSS). El resultado muestra que el LDV puede lograr una precisión de odómetro de 4.8. Este estudio ha validado la viabilidad del velocímetro láser Doppler en la navegación y posicionamiento de drones, proporcionando un método novedoso para la medición de velocidad confiable y de alta precisión en la navegación autónoma de drones.