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无线日盲紫外光测距定位方法
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN23[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西西安710048, [2]陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室(西安理工大学),陕西西安710048
  • 相关基金:国家自然科学基金-中国民航局民航联合研究基金资助项目(No.U1433110);西安市碑林区科技计划项目(No.GX1617);陕西省教育厅产业化培育项目(No.2013JC09);陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室(西安理工大学)开放课题基金资助项目(No.2016CP05)
中文摘要:

在无人机的自主飞行及着陆引导中,测距与定位是其中的关键问题。本文提出了一种基于无线紫外光的测距定位方法,对无线紫外光直视通信模型和非直视通信模型进行了分析,推导出直视和非直视情况下的距离计算公式。根据四节点定位算法,可以解出未知节点的位置坐标。使用波长为255nm的"日盲"紫外LED及光电倍增管作为收发器件,测距信号采用10kHz的方波信号,在不同天气情况下进行测距实验。实验结果表明:在直视情况下,被测距离真值为0~100m的测距误差均小于5m;在非直视情况下,由于多径散射的影响,有效测距距离降为0~70m。当发送仰角和接收仰角均小于10°时,测距误差较小,均小于5m,当发送仰角和接收仰角均大于10°时,随着发送仰角和接收仰角的增大,有效测距距离明显降低。总的来说,该算法有着较高的精度,在GPS无法正常使用时能够为无人机提供导航数据,基本能够满足自主降落和飞行引导的要求。

英文摘要:

In order to solve the problem of positioning in UAV flight and landing guidance scene,this paper presented a ranging and positioning method based on wireless ultraviolet lights.The method analyzed communication models of wireless ultraviolet Line of Sight(LOS)and Non-Line-of-Sight(NLOS),thus deriving the distance algorithm for LOS and NLOS communications.The location coordinates of unknown nodes were solved by the four node localization algorithm.Using a 255 nm UV LED as the light source,a PMT as the receiving device and a 10 kHz square wave signal as the ranging signal,ranging experiments under different weather conditions were performed. The experimental results indicate that the ranging error is less than 5 min LOS communication with theranging distance of 0~100m.In NLOS communication,the effective ranging distance is reduced to 0~70m due to the influence of multipath scattering.When the transmitting elevation and receiving elevation is less than 10°,the ranging error is less than 5m,otherwise the effective distance decreased significantly with the increase of transmitting and receiving elevations.In general,the algorithm can provide navigation data for unmanned aerial vehicles with a high accuracy when the GPS cannot work normally,thus can meet the requirements of autonomous landing and flight guidance.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699