Detección de la Altitud y Objetos en el Suelo Utilizando Radar FMCW de 77 GHz a Bordo de Drones Pequeños
Autores: Bapnar, Ömer Ouzhan; Omuz, Berk; Öncü, Ahmet
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Detección de la Altitud y Objetos en el Suelo Utilizando Radar FMCW de 77 GHz a Bordo de Drones Pequeños
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Drones
Sensores
Radares
FMCW
Altitud
Reflexiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los pequeños drones están siendo utilizados por investigadores para aplicaciones como el seguimiento de objetos, la imagen y la teledetección, ya que se han vuelto más accesibles, económicos y móviles con los avances en tecnologías de sensores y UAV. Pueden estar equipados con sensores como cámaras y radares. Los radares pueden ser utilizados a bordo como ayuda a la navegación al detectar distancia y velocidad, así como para aplicaciones de imagen por radar. Aunque se utilizan comúnmente en este último, los radares también pueden ser utilizados como ayuda a la navegación, ya que apenas se ven afectados por las condiciones climáticas o el humo. Los radares FMCW son adecuados para drones, ya que pueden ser livianos y detectar distancia y velocidad. Por lo tanto, se diseñó e implementó un sistema de dron equipado con radar FMCW para aplicaciones de posicionamiento de UAV. Se desarrolló un algoritmo de posprocesamiento para detectar la altitud sobre el nivel del suelo, así como la cantidad de reflexión proveniente del material en la superficie del suelo, y se propuso un método de compensación de rango para mejorar el rendimiento del algoritmo. Los resultados de un experimento de campo mostraron que el sistema de radar y el algoritmo de posprocesamiento pueden ser utilizados para aplicaciones de posicionamiento aéreo basadas en drones. Los valores de altitud obtenidos con el posprocesamiento de radar están en concordancia con la altitud del dron. Las reflexiones provenientes de objetos metálicos se distinguen de las que provienen del suelo. Con el método de compensación de rango, se mejora el valor mínimo de altitud detectable y la magnitud de las reflexiones del suelo obtenidas desde diferentes altitudes se volvió similar. El sistema y el algoritmo propuestos pueden ser utilizados en navegación y en aplicaciones de ayuda al aterrizaje.
Descripción
Los pequeños drones están siendo utilizados por investigadores para aplicaciones como el seguimiento de objetos, la imagen y la teledetección, ya que se han vuelto más accesibles, económicos y móviles con los avances en tecnologías de sensores y UAV. Pueden estar equipados con sensores como cámaras y radares. Los radares pueden ser utilizados a bordo como ayuda a la navegación al detectar distancia y velocidad, así como para aplicaciones de imagen por radar. Aunque se utilizan comúnmente en este último, los radares también pueden ser utilizados como ayuda a la navegación, ya que apenas se ven afectados por las condiciones climáticas o el humo. Los radares FMCW son adecuados para drones, ya que pueden ser livianos y detectar distancia y velocidad. Por lo tanto, se diseñó e implementó un sistema de dron equipado con radar FMCW para aplicaciones de posicionamiento de UAV. Se desarrolló un algoritmo de posprocesamiento para detectar la altitud sobre el nivel del suelo, así como la cantidad de reflexión proveniente del material en la superficie del suelo, y se propuso un método de compensación de rango para mejorar el rendimiento del algoritmo. Los resultados de un experimento de campo mostraron que el sistema de radar y el algoritmo de posprocesamiento pueden ser utilizados para aplicaciones de posicionamiento aéreo basadas en drones. Los valores de altitud obtenidos con el posprocesamiento de radar están en concordancia con la altitud del dron. Las reflexiones provenientes de objetos metálicos se distinguen de las que provienen del suelo. Con el método de compensación de rango, se mejora el valor mínimo de altitud detectable y la magnitud de las reflexiones del suelo obtenidas desde diferentes altitudes se volvió similar. El sistema y el algoritmo propuestos pueden ser utilizados en navegación y en aplicaciones de ayuda al aterrizaje.