无人机激光传感器辅助降落原理

2026-02-10 11:37:18
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摘要 无人机激光传感器(激光高度计、激光雷达 LiDAR)是无人机精准、安全辅助降落的核心传感器,尤其在GPS 弱 / 无信号、夜间、复杂地形、移动平台(舰载 / 车载)、自动化机场场景下不可替代。

传感专家

无人机激光传感器(激光高度计、激光雷达 LiDAR)是无人机精准、安全辅助降落的核心传感器,尤其在GPS 弱 / 无信号、夜间、复杂地形、移动平台(舰载 / 车载)、自动化机场场景下不可替代。

一、核心作用总结

激光传感器通过高精度测距、地面点云扫描、高度差与姿态解算,为飞控提供:

1.真实离地高度(AGL)(而非海拔)

2.降落区平整度、障碍物

3.无人机相对于降落点的位置/偏移/姿态

4.触地检测与软着陆控制

二、常用两类激光传感器

1.激光高度计(单点/线扫)

①低成本、高频(10~100Hz)、垂直测距

②主流消费级/工业无人机标配,负责精准测高

2.3D激光雷达(LiDAR)

①面阵扫描,生成点云

②用于找安全降落点、避障、对位停机坪、动态跟随(舰载)

三、激光辅助降落完整流程(分阶段)

1.高空阶段:修正高度,稳定悬停

气压计易受气流、温度、海拔影响,激光高度计提供真值校准。

输出AGL(AboveGround Level)离地真高,保证高度稳定不漂移。

2.近地阶段(通常<20~50m):扫描并寻找安全降落点

LiDAR/线激光开始工作:

扫描地面生成高程点云

算法自动筛选:平面度达标-无凸起/斜坡/积水/障碍物-尺寸足够容纳机身

识别停机坪、甲板、降落标识

3.精准对位:对准降落中心

激光(或激光+视觉)计算:

·水平偏移((X/Y))

·航向偏差(偏航角)

·左右/前后高度差→解算机身倾斜,飞控自动微调位置、调平、修正航向,使机心对准降落点中心。

4.慢速下降:软着陆控制

·激光持续高频测高,下降速率随高度降低而减小(越近越慢)。

·实时检测是否出现新障碍、地面是否晃动(如舰船)。

5.触地判断:自动锁桨,防止侧翻/反弹,通过:

·激光高度突然归零/剧烈跳变

·IMU加速度突变,双重确认触地→飞控立即减小动力/锁桨,完成安全降落。

四、关键技术:激光如何解决降落难点

1.直接测「离地高度」,不靠地图。激光是实时AGL,不受地形、建筑、甲板起伏影响。

2.机身姿态自动调平。多线激光同时测量:机头、机尾、左、右高度差→计算俯仰/滚转→自动调平。

3.抗环境能力远强于视觉

·白天强光、夜间全黑、雾霾、弱光、灰尘环境都能工作

·不依赖光照,是全天候降落的核心保障

4.支持移动平台动态降落(舰载/车载)。激光高频跟踪移动甲板/车位,实时修正水平速度,实现跟随式降落。

5.GPS失效时仍可自主降落。室内、桥下、从林、船舱、城市楼间遮挡→激光+IMU+视觉仍能安全落。

五、典型应用场景

·无人机自动化机场(自动回收、充电、换电)

·舰载无人机、车载移动降落

·室内/无GPS环境自主降落

·夜间/恶劣天气作业降落

·山地、废墟、楼顶等复杂地形安全降落


抒微智能自主研发的朱雀VB10A,VB22A,VB50A系列,白虎WT100A-WT200A-WT300A-WT600A-WT1500A系列激光雷达模组,广泛应用于无人机定高,无人机避障等场景,最小体积可达12 x 7.5 x 9.1mm,最小重量仅1g,最大精度±10mm,最大定制量程达1500m,与国内外多家知名无人机厂商深度合作,抒微surertech激光雷达传感器以检测精度高,体积小巧易集成,抗环境干扰能力强,价格适中等诸多优势受到客户们的喜爱

南京抒微智能科技有限公司,致力于高性价比光电传感器技术开发及其应用解决方案产业化!

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Frank

这家伙很懒,什么描述也没留下

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