解码 大疆T16 黑科技:DBF 成像雷达篇

发布时间:2018-12-29

今天是解码 T16 黑科技的第三期,今天小编给大家介绍一下 T16 上搭载的全新 DBF 成像雷达。

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更清更快更广

估计很多小伙伴第一次见到新雷达名称时都会问到,什么是 DBF 技术?DBF 是 Digital Beam Forming 的缩写,中文翻译为数字波束合成技术,使雷达可对障碍物进行电子扫描,原理与黑科技「相控阵雷达」相似。与传统的机械扫描相比,采用 DBF 技术的雷达具有更快的响应速度和更长的使用寿命。

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农田的环境十分复杂,雷达如同无人机的眼睛,保障无人机识别并远离障碍物,DBF 技术的加入,就是要让这只「眼睛」看的更清晰。

仅仅是「看得清」还不够,优秀的雷达还要做到「看的快」。大家知道植保无人机在作业时飞行速度通常在 5m/s 以上,如果识别障碍物的速度太慢,那么雷达扫描得再清晰也没有多大意义了。在这方面,T16 搭载的雷达具备快速的识别能力,它每秒可对水平方向完成 6,000 次扫描,如此高的扫描频率,大幅提升了雷达探测物体的速度。

除了上边说的两个优点,新雷达还有一个不得不提的优点就是——「看的广」。全新的 DBF 成像雷达水平测角范围可达 ±50°,探测范围相比上一代提升了整整一倍。±50° 是什么概念呢?当雷达探测前方 5 米的范围时,探测的宽度约为 11.9 米;当雷达探测前方 15 米范围时,探测的宽度约为 35.7 米,探测宽度远超机身尺寸,保障作业安全,同时也提升了雷达对复杂场景的适应性。

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三维成像&自动绕行

如同上一代雷达,DBF 成像雷达也采用了机械旋转探测的方式,能实时监测无人机水平和垂直方向的障碍物情况。DBF 成像雷达内置了高性能处理器,能够将雷达每秒 6,000 次的扫描数据实时合成为 三维点云图像,下面的动图,就是 T16 在农田里识别出的电线杆、电线和树木等障碍物的实况。

DBF 成像雷达三维点云成像

不仅如此,T16 还会结合 SLAM 技术,对三维点云数据加以应用。简单说,T16 会将三维点云数据实时加工为无人机周围的立体地图,这样 T16 就能知道作业的区域中哪里有障碍物,遇到影响作业的障碍物时,T16 会自动找到一条安全的路径绕开障碍物,继续执行植保作业。

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得益于「会建地图」的 SLAM 技术,T16 在作业时即使遇到了比较大的障碍物,也能够边走边「看」,清晰辨别障碍物形状与大小,实时优化绕行路径,中途无须停顿调整,增强了绕行功能的效率与实用性。

更聪明的避障雷达

既然是雷达装置,必然会遇到杂波干扰的问题。对于植保无人机而言,作业时飞行高度一般在 1.5 米到 3 米之间,这种超低空飞行过程中,对于地杂波的处理尤为重要,如果处理不好,频繁的误报警或者漏报警自然少不了。

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而受地杂波影响的一个重要原因,就是雷达「看」的方向不对。大家知道,飞机水平飞行时雷达一般是看前方的,但是飞机在作业过程中会有加减速的过程,加速时飞机会低头,这时雷达就看到地上,减速时飞机会抬头,雷达就看到天上。在大坡度区域或者山地场景,问题会更严重。

前文提到,DBF 成像雷达使用了机械旋转的探测方式,能雷达拥有实时监测无人机水平和垂直方向的障碍物的能力。那么问题来了,怎么让雷达「看」对方向呢?

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答案就是靠雷达和飞控系统的相互配合,T16 使用了高速实时总线将飞控与雷达的数据进行对接,无人机飞行状态等信息会实时同步给雷达,而 DBF 成像雷达会根据无人机的飞行动态,实时调整「看」的角度,减小地杂波的影响,配合杂波抑制算法,在不损失雷达检测灵敏度的同时,减少杂波带来的误触发问题,也保证雷达在不同的场景下的良好检测能力,保障作业安全。

强大之余也要更可靠

经过上边的介绍,大家应该都了解到 DBF 成像雷达的强大性能,而在可靠性和维护便捷性方面,DBF 成像雷达同样也有良好的表现。

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农田作业环境复杂,无人机在高强度作业后难免会粘上泥土和药液等污染物,而 DBF 成像雷达使用电磁波进行探测,不受表面附着的尘土等污染物及环境光线影响,可全天候感知农田环境。

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此外,雷达也优化了结构设计,整体强度增强 300%,防护等级达到 IP67,清理外壳时可直接用水清洗,非常方便。

今天的解码 T16 黑科技就到这里,大家可以到评论区谈谈你对 DBF 成像雷达的看法,我们下期见。

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