毫米波雷達(dá)—無人機(jī)避障和防地飛行應(yīng)用

摘要：毫米波雷達(dá)具有精準(zhǔn)度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，低功耗，環(huán)境適應(yīng)性高等特點(diǎn)，毫米波雷達(dá)在無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用主要在無人機(jī)避障和防地飛行三個(gè)方面。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，無人機(jī)植保在農(nóng)業(yè)生活中得到了越來越廣泛地應(yīng)用。與傳統(tǒng)的噴灑方式相比，無人機(jī)作業(yè)噴灑具有效率高、均勻度高、農(nóng)藥浪費(fèi)少等優(yōu)勢。

毫米波雷達(dá)，就是工作在毫米波頻段的雷達(dá)。通常毫米波是指30-300GHz頻域（波長為1-10mm）的電磁波。毫米波位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長范圍，所以毫米波同時(shí)兼有這兩種波譜的優(yōu)點(diǎn)，也有其自己獨(dú)有的性質(zhì)。毫米波的分辨率高、指向性好、抗干擾能力強(qiáng)和探測性能好。與紅外相比，毫米波的大氣衰減小、對煙霧灰塵具有更好的穿透性、受天氣影響小。毫米波雷達(dá)適用于復(fù)雜地面環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)探測，在無人機(jī)領(lǐng)域主要應(yīng)用在無人機(jī)避障和防地飛行兩個(gè)方面。

避障方面：
在目前，無人機(jī)感知能力有限是制約無人機(jī)智能飛控系統(tǒng)的最大障礙，這增加了無人機(jī)意外碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。
而毫米波雷達(dá)應(yīng)用在無人機(jī)感知系統(tǒng)中就可以很好的實(shí)現(xiàn)障礙物避障，毫米波雷達(dá)具有靈敏度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，探測距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，基本契合了無人機(jī)對功耗、探測距離和實(shí)時(shí)性的要求
毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)刷新率高，可以實(shí)時(shí)探測周圍障礙物的信息，進(jìn)行障礙物避障，當(dāng)無人機(jī)距離障礙物小于安全距離時(shí)，毫米波雷達(dá)可以精準(zhǔn)探測到相關(guān)數(shù)據(jù)，將獲得的數(shù)據(jù)瞬時(shí)傳遞給飛控系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)根據(jù)毫米波雷達(dá)探測到的數(shù)據(jù)，及時(shí)做出剎車、繞車等避障動(dòng)作，從而有效地減低了飛行故事的發(fā)生，保障了飛行安全。

仿地飛行方面：

仿地飛行，是指無人機(jī)在作業(yè)過程中，通過設(shè)定與已知三維地形的固定高度，使得飛機(jī)與目標(biāo)地物保持恒定高差。借助仿地飛行功能，無人機(jī)能夠適應(yīng)不同的地形，根據(jù)測區(qū)地形自動(dòng)生成變高航線，保持地面分辨率一致從而獲取更好的數(shù)據(jù)效果。當(dāng)我們?nèi)鄙俚匦胃叨葦?shù)據(jù)時(shí)，可以依靠無人機(jī)的毫米波雷達(dá)測距數(shù)據(jù)，來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的仿地飛行。

與其它傳感器相比，毫米波雷達(dá)測高實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性的完美結(jié)合，同時(shí)毫米波可以穿透非金屬物質(zhì)，能夠穿透灰塵、水霧等，不受光照影響，監(jiān)測穩(wěn)定性強(qiáng)。
在實(shí)際作業(yè)過程中，通過毫米波雷達(dá)，無人機(jī)不僅可以預(yù)先檢測地形走勢，引導(dǎo)無人機(jī)提前調(diào)整飛行姿態(tài)，而且還可以測量地表的相對高度，實(shí)時(shí)獲取地形或植被高度變化等信息。
無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，除了農(nóng)林植保外，還可以應(yīng)用于警用安防、電力巡檢、災(zāi)難救援、觀察野生動(dòng)物等領(lǐng)域。
毫米波雷達(dá)作為無人機(jī)飛控系統(tǒng)的關(guān)鍵傳感器，是無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。

審核編輯黃昊宇