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厚积薄发——精益远达推出业界最小无人机定高雷达

2019-12-30 17:48 性质:转载 作者:精益远达 来源:精益远达
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众所周知,在无人机定高方案中,毫米波雷达因为具备了对环境适应能力强、抗干扰、易集成、体积小、重量轻以及成本较低的优势,受到了许多无人机厂家的青睐。此前...

众所周知,在无人机定高方案中,毫米波雷达因为具备了对环境适应能力强、抗干扰、易集成、体积小、重量轻以及成本较低的优势,受到了许多无人机厂家的青睐。

此前,由于技术等方面原因的限制,再小的无人机定高雷达也都有一部智能手机那么大,重量极限也仅能控制在100g左右。其原因是因为这种类型的定高雷达采用的是大的收发天线阵列去实现小的天线扇面,从而降低从回波中检出高度信息的难度,因此雷达尺寸非常大,并且难以缩小。以至于之前市面上定高雷达只能做成一个巨大的放在脚架上的外挂式雷达,使用非常不方便。 如果要缩小尺寸,则必须缩小天线,那么回波的复杂度就会成指数增长。这是因为要从回波中筛选出精确的高度信息需要天线和算法的紧密配合,一般的毫米波雷达厂家无力研发出如此复杂的工业品。国内某雷达厂商,经过数年研发无果,最终也是购买国外的整套解决方案,才开始提供无人机定高雷达。所以,研发如此复杂的解析算法非常困难,并且,复杂的算法远远超过一个小型MCU的负荷,需要使用高性能DSP,这就会导致功耗和发热大幅上升,性能稳定性下降。这就是无人机定高雷达小型化难以突破的魔鬼平衡。

现在,精益远达的核心研发团队,经过两年多的潜心研发,一次性将雷达的面积尺寸缩小到八分之一,重量降低到了7g。并且是目前业界唯一一款可以集成到无人机内部的定高雷达,创造了业界不可超越的奇迹!

根据精益远达研发团队介绍,这款业界最小的无人机定高雷达模块采用独家专利的特殊设计的交叉天线,在极小的天线尺寸下,实现了最优的回波特性。在通过精心设计的时-频三维滤波器算法过滤干扰,检出高度信息,配合高稳定度高灵敏度目标跟踪算法,实现了低延迟高精度的目标信息输出。团队独创了超高效率数字信号处理算法,取代FFT,实现了用一颗MCU就能完成高性能DSP才能实现的信号处理计算量,并实现了50Hz的实时刷新率。

罗马不是一日建成的,奇迹也不是一时就能创造出的。能够推出业界首款可集成的高精度定高雷达,一切来自于精益远达团队技术能力的长期积累,厚积薄发。无人机集成定高雷达的典型应用场景定高模式是无人机飞行控制中最重要的模式之一。而高精度的定高雷达则是定高模式稳定飞行的基础。 定高模式首先可以大大降低飞手控制无人机的难度。在没有定高模式的情况下,手动微调油门让无人机升力和重量平衡是非常消耗飞手的精力。而进入定高模式后,飞手可以只控制无人机的飞行方向,而无需平衡升力,大大解放了飞手,降低了炸机概率。另外,通过定高悬停,可以更方便的稳定机身,以获得更好的拍照效果。最后,通过定高的仿地飞行,可以确保无人机的离地高度,防止地形的变化而发生撞机。 以下结合几个具体的无人机典型应用,展示定高雷达的作用。

1

航拍

在大量的无人机应用中,都需要进行航拍。航拍最重要的要求之一则是平台稳定,这样才能获得清晰的图像。若通过气压计定高,飞行场景在有风的情况下,平台极不稳定。而采用定高雷达,可以确保在有风情况下进行稳定的定高悬停和平稳的仿地平飞摄影,这样,在降低飞手控制难度的同时大大的提高了拍摄效果。

2

巡线

巡线需要在野外强风、乱流等恶劣环境下定高悬停拍照,或者以稳定的速度及高度在飞行中拍摄影像。通常在巡线飞行情况下,无人机飞行高度较高,距离飞手较远。若在没有定高雷达的情况下,飞手需要用肉眼观察,并配合遥控器进行对油门的细微操控,来实现无人机的稳定高度,然后进行拍摄,这样的操作非常耗时耗力并且作业效率低下。但是,在采用精益远达的“鸟-1”高精度定高雷达后,飞手可以轻松进行定高悬停和仿地飞行,快速获得拍摄条件,完成拍摄任务,从而大大提高作业效率,降低飞手工作强度。

3

植保

植保无人机需要保持和植物稳定的距离,以确保植保作业时药物喷洒的均匀,以及当田地里有坟地草堆时无人机飞过可升起,避免撞机。这就需要无人机可以实现在野外有风的情况下进行稳定的仿地飞行。采用精益远达“蜂鸟-1”高精度定高雷达后,可以在植被之上以稳定的高度飞行,并避开天地中隆起的坟地草堆等。即使在较强的阵风下,无人机也可以根据雷达反馈的高度信息,进行稳定的定高飞行,从而保证了植保作业的质量,同时有效降低了炸机等事故的发生。

4

通用定高模式飞行

控制无人机需要动态控制油门的同时控制方向,双手的控制是完全独立的,这样的操作对飞手的精力消耗非常大。 控制油门以实现对升力的微调,以平衡升力和重力的关系,使飞机上升或下降。但在有风的条件下,升力是不断变化的,因此一个特定的油门位置,在不同风场下,可能使无人机加速上升,也有可能使无人机加速下降。同时,载荷的变化也会影响油门的位置变化,造成飞手在操控无人机时需要高度集中注意力,这样对飞手的精力消耗非常大,非常容易疲惫,也经常容易炸机。 

把无人机设定到定高模式或者定点模式进行飞行,操作油门把飞机飞到特定高度,松开油门,飞机就自动锁定当前高度进行稳定飞行,这时候单手操作就可以了,非常轻松方便。但如果使用气压计定高,在有风的情景下,气压会随风波动,导致测高数值波动,使得无人机无法稳定高度。现在,采用精益远达内部集成的超小型高精度定高雷达,则可以隐形地实现在大风下“钉钉子“的定高飞行和仿地飞行,从而大大解放了飞手,也进一步提高了无人机的性能表现和用户体验友好度。

厦门精益远达智能科技有限公司专注于为您提供超高性能的智能毫米波雷达产品和技术。自2017年成立以来,公司致力于面向无人系统、健康、工业等领域结合人工智能算法,开创毫米波雷达的全新应用。

公司首创全整形高效算法,显著降低算力要求;独创跨谱细分时间积累算法,显著提高雷达灵敏度及探测能力;创新时域相位距离超分辨算法,距离测量精度达1cm;面向高端需求,提供云端AI赋能;高精度天线设计技术,可快速满足细分定制化市场需求。综合技术优势使得公司产品在实现超高性能的同时,尺寸和体积大幅减少,功耗显著降低,为客户提供高性价比的领先毫米波雷达产品。

公司推出车机雷达、生命雷达和物联网雷达三大系列产品,为无人机、汽车、生命监测、智慧城市、工业4.0等领域提供独特的小尺寸、超高性能的毫米波雷达模块。公司不断拓展24Ghz、60Ghz、77Ghz和多普勒、调频连续波或3D成像等毫米波雷达技术和产品,为智慧社会建设感知万物智慧赋能。

公司创新载体建设:

厦门市第十一批“双百计划”企业

哈尔滨工业大学-精益远达毫米波雷达联合研发中心

厦门中科精益远达雷达研究院

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