在无人机上使用IA

在室内外使用 反向架构(IA)(中文) 让无人机飞行是可行的。不过,这比使用 NIA(中文) 或 MF NIA(中文)更棘手。因此,我们仅推荐清楚理解该技术的有经验用户使用。

在 IA(中文) 架构中使用无人机,明显的问题在于:旋翼和电机会产生宽频噪声,很容易从可听频段延伸到超声波频段,从而阻碍无人机上的移动信标接收超声波信号。 

问题本身并不在于无人机噪声大,而在于固定信标距离较远(数米或数十米),而旋翼和电机距离移动信标非常近(数厘米到几十厘米)。因此,来自固定信标的超声波脉冲在空气中传播时的衰减,远大于来自近处旋翼的噪声。

不过,只要噪声没有强到使麦克风完全饱和,问题就不在于噪声电平。潜在的问题在于 信噪比. 

幸运的是,可以采取专门措施提高信噪比,从而使无人机在IA架构下切实可行。

噪声反射屏蔽罩

较为直接的解决办法是安装噪声反射屏蔽罩,保护麦克风免受来自螺旋桨和电机的噪声干扰:

  • 即使是很薄的材料(例如薄塑料)也能很好地反射超声波,甚至一张纸也能形成良好的超声波屏蔽。具体采用哪种防护方式,主要取决于屏蔽罩的结构和坚固性
  • 屏蔽罩必须明显高于旋翼
  • 固定信标必须始终位于屏蔽罩上方,否则它们同样会被屏蔽
  • 其他无人机不得在该无人机附近或上方飞行
用于室内无人机表演的Marvelmind无人机

其他关键解决方案

  • 专用的陡峭窄带数字滤波器。 无人机旋翼可能产生强烈噪声,但主要集中在可听频段且为宽频。移动信标内部专用的窄带陡峭数字滤波器会滤除这些噪声,只有落入各频率接收频带内的部分才可能因信噪比下降而造成影响
  • 调整超声波频率。来自机器人和电机的宽频噪声会延伸到超声波频段,但其电平随频率升高而迅速下降。因此,可以预期25kHz处的噪声电平高于45kHz处。然而,超声波在空气中的衰减也与频率有关:频率越高,衰减越大,规律相当复杂。此外,麦克风的灵敏度和换能器的发射功率也随频率变化。因此,很难预测在特定配置(给定距离)下哪个频率的信噪比更好。所以强烈建议实际测试,尤其是借助内置示波器,测试非常简单快速(只需几秒钟)。更多 关于不同超声波频率的说明

I逆向架构(IA)(中文) 是一种强大的解决方案,可提供较高的位置更新率,甚至适用于 无人机集群和无人机表演.

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