現(xiàn)有的無人機探測通常采用以雷達掃描為主,輔以其他傳感器探測的方式。但是,目前使用雷達探測的成本較高,而激光器作為一種低成本、低功耗的器件已受到人們廣泛關(guān)注。以激光為載體,結(jié)合無線光通信中的捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤（APT）系統(tǒng),設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于激光探測技術(shù)的無人機掃描定位系統(tǒng),并以氣球模擬無人機目標(biāo)的測試方式,測試了該系統(tǒng)的定位精度和效率。掃描試驗結(jié)果表明:在激光發(fā)射器平均功率小于40mW的情況下,該系統(tǒng)對目標(biāo)的捕獲定位能達到較高的精度,誤差在5%以內(nèi),最大可探測范圍為45m。 

【文章來源】：半導(dǎo)體光電. 2020,41(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

在無線激光通信中，APT系統(tǒng)的任務(wù)是實現(xiàn)光鏈路的建立，并在鏈路建立后保持光束方向的相對穩(wěn)定，以保證通信的實現(xiàn)[9]。在無人機目標(biāo)的激光探測應(yīng)用中，APT系統(tǒng)的工作流程主要分為三個階段：目標(biāo)初始捕獲階段、目標(biāo)對準(zhǔn)階段以及目標(biāo)跟蹤階段。APT系統(tǒng)的工作流程如圖2所示。在本系統(tǒng)的掃描跟蹤部分中，光斑檢測模塊采用空間激光通信中常用的四象限光電探測器構(gòu)成光斑檢測模塊，伺服轉(zhuǎn)臺選用由舵機控制的2自由度云臺作為跟蹤捕獲系統(tǒng)的伺服轉(zhuǎn)臺。光斑檢測模塊將采集到的光斑位置信息傳輸給微處理器，微處理器通過控制信號控制伺服轉(zhuǎn)臺，從而改變激光系統(tǒng)的傾角與方位角，以此完成激光對目標(biāo)的對準(zhǔn)與跟蹤。掃描跟蹤系統(tǒng)的工作流程如圖3所示。

掃描系統(tǒng)從零位置開始，在微處理器的控制下，對水平面108°角、垂直面54°的前方目標(biāo)區(qū)域進行矩形掃描，直到光斑檢測單元接收到反射光信號后，完成捕獲。微處理器調(diào)整伺服轉(zhuǎn)臺對準(zhǔn)目標(biāo)，進入跟蹤階段，光斑檢測單元測得脫靶數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給微處理器，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理控制伺服轉(zhuǎn)臺實現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤。并且由光斑檢測單元檢測是否丟失目標(biāo)，若丟失目標(biāo)則發(fā)送一個信號反饋給微處理器，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)重新捕獲目標(biāo)。2.2 激光測距及定位


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