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厚積薄發——精益遠達推出業界最小無人機定高雷達

2019-12-30 17:48 性質:轉載 作者:精益遠達 來源:精益遠達
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眾所周知,在無人機定高方案中,毫米波雷達因為具備了對環境適應能力強、抗干擾、易集成、體積小、重量輕以及成本較低的優勢,受到了許多無人機廠家的青睞。此前...

眾所周知,在無人機定高方案中,毫米波雷達因為具備了對環境適應能力強、抗干擾、易集成、體積小、重量輕以及成本較低的優勢,受到了許多無人機廠家的青睞。

此前,由于技術等方面原因的限制,再小的無人機定高雷達也都有一部智能手機那么大,重量極限也僅能控制在100g左右。其原因是因為這種類型的定高雷達采用的是大的收發天線陣列去實現小的天線扇面,從而降低從回波中檢出高度信息的難度,因此雷達尺寸非常大,并且難以縮小。以至于之前市面上定高雷達只能做成一個巨大的放在腳架上的外掛式雷達,使用非常不方便。 如果要縮小尺寸,則必須縮小天線,那么回波的復雜度就會成指數增長。這是因為要從回波中篩選出精確的高度信息需要天線和算法的緊密配合,一般的毫米波雷達廠家無力研發出如此復雜的工業品。國內某雷達廠商,經過數年研發無果,最終也是購買國外的整套解決方案,才開始提供無人機定高雷達。所以,研發如此復雜的解析算法非常困難,并且,復雜的算法遠遠超過一個小型MCU的負荷,需要使用高性能DSP,這就會導致功耗和發熱大幅上升,性能穩定性下降。這就是無人機定高雷達小型化難以突破的魔鬼平衡。

現在,精益遠達的核心研發團隊,經過兩年多的潛心研發,一次性將雷達的面積尺寸縮小到八分之一,重量降低到了7g。并且是目前業界唯一一款可以集成到無人機內部的定高雷達,創造了業界不可超越的奇跡!

根據精益遠達研發團隊介紹,這款業界最小的無人機定高雷達模塊采用獨家專利的特殊設計的交叉天線,在極小的天線尺寸下,實現了最優的回波特性。在通過精心設計的時-頻三維濾波器算法過濾干擾,檢出高度信息,配合高穩定度高靈敏度目標跟蹤算法,實現了低延遲高精度的目標信息輸出。團隊獨創了超高效率數字信號處理算法,取代FFT,實現了用一顆MCU就能完成高性能DSP才能實現的信號處理計算量,并實現了50Hz的實時刷新率。

羅馬不是一日建成的,奇跡也不是一時就能創造出的。能夠推出業界首款可集成的高精度定高雷達,一切來自于精益遠達團隊技術能力的長期積累,厚積薄發。無人機集成定高雷達的典型應用場景定高模式是無人機飛行控制中最重要的模式之一。而高精度的定高雷達則是定高模式穩定飛行的基礎。 定高模式首先可以大大降低飛手控制無人機的難度。在沒有定高模式的情況下,手動微調油門讓無人機升力和重量平衡是非常消耗飛手的精力。而進入定高模式后,飛手可以只控制無人機的飛行方向,而無需平衡升力,大大解放了飛手,降低了炸機概率。另外,通過定高懸停,可以更方便的穩定機身,以獲得更好的拍照效果。最后,通過定高的仿地飛行,可以確保無人機的離地高度,防止地形的變化而發生撞機。 以下結合幾個具體的無人機典型應用,展示定高雷達的作用。

1

航拍

在大量的無人機應用中,都需要進行航拍。航拍最重要的要求之一則是平臺穩定,這樣才能獲得清晰的圖像。若通過氣壓計定高,飛行場景在有風的情況下,平臺極不穩定。而采用定高雷達,可以確保在有風情況下進行穩定的定高懸停和平穩的仿地平飛攝影,這樣,在降低飛手控制難度的同時大大的提高了拍攝效果。

2

巡線

巡線需要在野外強風、亂流等惡劣環境下定高懸停拍照,或者以穩定的速度及高度在飛行中拍攝影像。通常在巡線飛行情況下,無人機飛行高度較高,距離飛手較遠。若在沒有定高雷達的情況下,飛手需要用肉眼觀察,并配合遙控器進行對油門的細微操控,來實現無人機的穩定高度,然后進行拍攝,這樣的操作非常耗時耗力并且作業效率低下。但是,在采用精益遠達的“鳥-1”高精度定高雷達后,飛手可以輕松進行定高懸停和仿地飛行,快速獲得拍攝條件,完成拍攝任務,從而大大提高作業效率,降低飛手工作強度。

3

植保

植保無人機需要保持和植物穩定的距離,以確保植保作業時藥物噴灑的均勻,以及當田地里有墳地草堆時無人機飛過可升起,避免撞機。這就需要無人機可以實現在野外有風的情況下進行穩定的仿地飛行。采用精益遠達“蜂鳥-1”高精度定高雷達后,可以在植被之上以穩定的高度飛行,并避開天地中隆起的墳地草堆等。即使在較強的陣風下,無人機也可以根據雷達反饋的高度信息,進行穩定的定高飛行,從而保證了植保作業的質量,同時有效降低了炸機等事故的發生。

4

通用定高模式飛行

控制無人機需要動態控制油門的同時控制方向,雙手的控制是完全獨立的,這樣的操作對飛手的精力消耗非常大。 控制油門以實現對升力的微調,以平衡升力和重力的關系,使飛機上升或下降。但在有風的條件下,升力是不斷變化的,因此一個特定的油門位置,在不同風場下,可能使無人機加速上升,也有可能使無人機加速下降。同時,載荷的變化也會影響油門的位置變化,造成飛手在操控無人機時需要高度集中注意力,這樣對飛手的精力消耗非常大,非常容易疲憊,也經常容易炸機。 

把無人機設定到定高模式或者定點模式進行飛行,操作油門把飛機飛到特定高度,松開油門,飛機就自動鎖定當前高度進行穩定飛行,這時候單手操作就可以了,非常輕松方便。但如果使用氣壓計定高,在有風的情景下,氣壓會隨風波動,導致測高數值波動,使得無人機無法穩定高度?,F在,采用精益遠達內部集成的超小型高精度定高雷達,則可以隱形地實現在大風下“釘釘子“的定高飛行和仿地飛行,從而大大解放了飛手,也進一步提高了無人機的性能表現和用戶體驗友好度。

廈門精益遠達智能科技有限公司專注于為您提供超高性能的智能毫米波雷達產品和技術。自2017年成立以來,公司致力于面向無人系統、健康、工業等領域結合人工智能算法,開創毫米波雷達的全新應用。

公司首創全整形高效算法,顯著降低算力要求;獨創跨譜細分時間積累算法,顯著提高雷達靈敏度及探測能力;創新時域相位距離超分辨算法,距離測量精度達1cm;面向高端需求,提供云端AI賦能;高精度天線設計技術,可快速滿足細分定制化市場需求。綜合技術優勢使得公司產品在實現超高性能的同時,尺寸和體積大幅減少,功耗顯著降低,為客戶提供高性價比的領先毫米波雷達產品。

公司推出車機雷達、生命雷達和物聯網雷達三大系列產品,為無人機、汽車、生命監測、智慧城市、工業4.0等領域提供獨特的小尺寸、超高性能的毫米波雷達模塊。公司不斷拓展24Ghz、60Ghz、77Ghz和多普勒、調頻連續波或3D成像等毫米波雷達技術和產品,為智慧社會建設感知萬物智慧賦能。

公司創新載體建設:

廈門市第十一批“雙百計劃”企業

哈爾濱工業大學-精益遠達毫米波雷達聯合研發中心

廈門中科精益遠達雷達研究院

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