基于正交雷达的无人机导线自主跟踪技术研究

为 了 实 现 输 电 线 路 上 无 人 机 自 主 跟 踪 ，提 出 基 于 正 交 雷 达 作 为 无 人 机 测 距 传 感 器 ，对 无 人 机 导线 跟 踪 飞 行 建 立 测 距 模 型 并 计 算 无 人 机 跟 踪 姿 态 中 离 线 距 离 ，以 此 利 用ＰＩＤ控 制 算 法 来 对 无 人 机 在 导 线 上空 实 现 导 线 跟 踪 ，并 且 根 据 塔 头 模 型 的 扫 描 点 云 特 性 识 别 塔 头 后 实 现 转 角 塔 的 自 动 跨 塔 巡 检 ，从 而 实 现 无人 机 全 自 动 巡 检 。 在 实 验 中 ，将 无 人 机 跟 踪 中 无 人 机 水 平 方 向 速 度 的 变 化 作 为 跟 踪 稳 定 性 指 标 ，并 将 塔 头识 别 准 确 率 作 为 跨 塔 算 法 的 指 标 。 结 果 表 明 ，在 实 际 场 景 的 飞 行 中 水 平 速 度 的 变 化 不 剧 烈 且 平 滑 ，塔 头 识别 率 为 ９６ ％ ，验 证 了 算 法 的 可 行 性 和 有 效 性 。

Research on Wire Autonomous Tracking Technology of UAV Based on Orthogonal Radar

Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ Ｕ ＡＶ （ ｕｎ ｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ） ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｔｒａｃｋ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ，ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｒａｄａｒｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｓ Ｕ ＡＶ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｓｅｎｓｏｒ ， ｔｈｅ ａｉｒｃｒａｆｔ ｗｉｒｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｆｌｉｇｈｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｆｆｌｉｎｅ ｄｉｓｔａｎｃｅｉｎ ｔｈｅ ａｉｒｃｒａｆｔｔｒａｃｋｉｎｇ ｐｏｓｔｕｒｅｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｅｄ ， ｔｈｅ ＰＩＤ
（ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｇｒａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ） ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈ ｍ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ Ｕ ＡＶ ｗｉｒｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｗｉｒｅ ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｃｌｏｕｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｔｈｅ ｔｏｗｅｒ ｈｅａｄ ｍｏｄｅｌ ， ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｒｏｓｓ ｔｏｗｅｒｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｃｏｒｎｅｒ ｔｏｗｅｒ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ａｆｔｅｒｔｈｅ ｔｏｗｅｒ ｈｅａｄ ｉｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ Ｕ ＡＶ ａｕｔｏｍａｔｉｃｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔｔｒａｃｋｉｎｇ ，ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｐｅｅｄ ｉｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｗｅｒ ｈｅａｄ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅｉｎｄｅｘ ｏｆｔｈｅ ｃｒｏｓｓ ｔｏｗｅｒ ａｌｇｏｒｉｔｈ ｍ ．Ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｃｅｎｅ ， ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｐｅｅｄ ｉｎ ｆｌｉｇｈｔ ｉｓ ｎｏｔ ｖｉｏｌｅｎｔ ａｎｄ ｓｍｏｏｔｈ ， ａｎｄ ｔｈｅ ｔｏｗｅｒ ｈｅａｄ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｓ ９６ ％ ， ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈ ｍ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ．