Характеристики лазерных локационных систем для коррекции бесплатформенной инерциальной навигационной системы беспилотных летательных аппаратов

Авторы

Старовойтов Е. И.

Концерн радиостроения «Вега», Кутузовский проспект, 34 Москва, 121170, Россия

e-mail: vega.su

Аннотация

В работе определены характеристики лазерных локационных систем (ЛЛС), предназначенных для коррекции бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) беспилотных летательных аппаратов. Рассмотрены конструкции ЛЛС на основе 3D Flash Ladar-технологии и оптико-механических сканеров. Проведен анализ производительности оптико-механических сканеров, энергетические расчеты и сравнение эффективности разных конструкций ЛЛС. Показаны преимущества ЛЛС на основе оптико-механического сканера гибридного типа, с использованием волоконных лазеров и лавинных фотодиодов.

Ключевые слова

лазерная локационная система, сканирование, беспилотный летательный аппарат, навигация, бесплатформенная инерциальная навигационная система, коррекция

Библиографический список

1. Падерин Ф.Г. Комплексная обработка информации в бортовом навигационном комплексе БПЛА с использованием метода навигации и составления карты (SLAM) // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами. 2017. № 19. С. 79 – 87.

2. Anand V., Karthik R.J., Dathan V., Tripathy R.P. UAV Photogrammetry and Lidar Mapping // International Journal of Advanced Scientific Technologies, Engineering and Management Sciences, 2017, vol. 3, Special Issue.1, April, available at: http://www.ijastems.org/wp-content/uploads/2017/04/v3.sia1_.58.UAV-Photogrammetry-and-Lidar-Mapping.pdf

3. Антонов Д.А., Жарков М.В., Кузнецов И.М., Лунев Е.М., Пронькин А.Н. Определение навигационных параметров беспилотного летательного аппарата на базе фотоизображения и инерциальных измерений // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75632

4. Глаголев В.М., Ладонкин А.В. Оптическая система навигации летательных аппаратов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 10. С. 186 – 195.

5. Li J., Bi Y., Lan M., Qin H., Shan M., Lin F., Chen B.M. Real-time simultaneous localization and mapping for uav: a survey // Proc. of International micro air vehicle competition and conference, 2016, Beijing, China, 2016, pp. 237 – 242.

6. Zhang, J. and Singh, S. Visual-lidar odometry and mapping: Low-drift, roust, and fast // Proc. of the 2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Washington State Convention Center Seattle, Washington, May 26-30, 2015, pp. 2174 – 2181, doi: 10.1109/ICRA.2015.7139486

7. Bry A., Bachrach A., Roy N. State Estimation for Aggressive Flight in GPS-Denied Environments Using Onboard Sensing // Proc. of the 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), RiverCentre, Saint Paul, Minnesota, USA, May 14-18, 2012, available at: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download? DOI: 10.1109/ICRA.2012.6225295

8. Conte G., Rudol P., Doherty P. Evaluation of a Light-weight Lidar and a Photogrammetric System for Unmanned Airborne Mapping Applications // Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation, 2014, vol. 4, pp. 287 – 298, doi: 10.1127/1432-8364/2014/0223.

9. Старовойтов Е.И. Бортовые лазерные локационные системы космических аппаратов: Учебное пособие. – Королев: РКК «Энергия», 2015. – 160 с.

10. Старовойтов Е.И. Лазерная локационная аппаратура в системах управления, межбортовой передачи энергии и информации космических аппаратов: Учебное пособие. – Королев: РКК «Энергия», 2016. – 148 с.

11. Грязнов Н.А., Купренюк В.И., Соснов Е.Н. Лазерная информационная система обеспечения сближения и стыковки космических аппаратов // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 5. С. 27 – 33.

12. Медведев Е.М., Данилин И.М., Мельников С.Р. Лазерная локация земли и леса. – М.: Геолидар, Геокосмос. – Красноярск. Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2007. – 230 с.

13. Ульрих А. Информационное наполнение облака точек при воздушном лазерном сканировании // Геоматика. 2016. № 1. С. 38 – 53.

14. Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. – М.: Высшая школа, 1983. – 207 с.

15. Грязнов Н.А., Панталеев С.М., Иванов А.Е. и др. Высокопроизводительный метод измерений координат объектов в условиях космического пространства // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2013. № 2 (171). С. 197 – 202.

16. Мельников К.В. Оптимизация фотоприемного устройства лазерной телеметрической системы // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. 2012. № 7 (69). С. 34 – 39.

17. Park H.J., Turner R., Yun B.Y., Lee J.O. Change detection analysis using airborne LiDAR: open-cut mine environment // Proceedings of the XVI International Mine Surveying Congress (ISM2016), 2016, available at: https://www.ism2016.com/files/ISM2016/Proceedings/Section3/2_HJ_Park.pdf

18. Jozkow, G., Toth, C., Grejner-Brzezinska, D. UAS topographic mapping with Velodyne LiDAR sensor // ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2016, vol. III-1, pp. 201 – 208, available at: https://doi.org/10.5194/isprs-annals-III-1-201-2016

19. Липанов С.И. Применение адаптивной развертки в лазерно-локационно-тепловизионной системе при маловысотном полете // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 5. С. 139 – 151.

20. Trickey E., Church P., Cao Х. Characterization of the OPAL obscurant penetrating LiDAR in various degraded visual environments // Proc. Of SPIE, 16 May 2013, vol. 8737, doi: 10.1117/12.2015259

21. Бельский А., Жосан Н., Гребенщиков В., Каргаев А., Брондз Д., Горбачев К., Воробьев Д. Лазерные локационные системы для повышения безопасности полетов вертолетов // Фотоника. 2013. № 5(41). С. 66 – 75.

22. Козинцев В.И., Белов М.Л., Орлов В.М. и др.; Основы импульсной лазерной локации / Под ред. В.Н. Рождествина. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 571 с.

Скачать статью