無人機(jī)探地合成孔徑雷達(dá)(SAR)將無人機(jī)和雷達(dá)技術(shù)結(jié)合起來，可以對(duì)地面進(jìn)行高分辨率的成像。這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于軍事、民用和科學(xué)領(lǐng)域，例如對(duì)地形進(jìn)行三維成像、監(jiān)測(cè)冰川變化、或者搜索失聯(lián)人員等等。它的優(yōu)點(diǎn)是高效、準(zhǔn)確、靈活和經(jīng)濟(jì)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成大面積成像任務(wù)。此外，它的低視距優(yōu)勢(shì)，還可以避免由于氣候和地形等因素所產(chǎn)生的影響。 下面視頻中介紹的是其中一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：地雷探測(cè)。 視頻簡(jiǎn)單介紹了系統(tǒng)功能，自主導(dǎo)航和定位是生成高質(zhì)量GPSAR圖像的先決條件。該系統(tǒng)采用的是大疆M600 Pro微型無人機(jī)(MAV)，載重高達(dá)6.0kg。用戶能夠指定一個(gè)地理參考的GPSAR任務(wù)，然后MAV自主執(zhí)行。著陸后，MAV從同步的GNSS和IMU測(cè)量數(shù)據(jù)中自動(dòng)計(jì)算精確的雷達(dá)天線位置，并輸入到雷達(dá)成像過程中。 如上圖所示，板載計(jì)算單元(c)功能強(qiáng)大，可以記錄傳感器數(shù)據(jù)，在線計(jì)算導(dǎo)航解決方案，并通過自動(dòng)駕駛儀和機(jī)器人操作系統(tǒng)(ROS)控制來MAV。VersaVIS (d)是一個(gè)帶有外設(shè)的MCU，用于連接傳感器。IMU(e)和兩個(gè)GNSS接收器(f)和(g)，再加上兩個(gè)螺旋三波段天線和校正調(diào)制解調(diào)器(h)，構(gòu)成了精確平臺(tái)定位所需的高精度導(dǎo)航解決方案的基礎(chǔ)。 所有組件均由單個(gè)電源板(i)供電，該電源板能夠?qū)AV的18v電源從機(jī)載電池轉(zhuǎn)換為5V，12V和24V。在吊艙的底部，雷達(dá)高度計(jì)(j)和激光雷達(dá)高度計(jì)(k)用于測(cè)量平臺(tái)相對(duì)于地面的高度(AGL)。相機(jī)(l)和鏡頭(m)生成航拍圖像，構(gòu)建用于路徑規(guī)劃和雷達(dá)成像的攝影測(cè)量圖。 另外，定制的1GHz至4GHz FMCW雷達(dá)(n)及其四個(gè)不同極化方向的喇叭天線(o)被用于GPSAR圖像。相機(jī)相對(duì)于IMUBTBS5的姿態(tài)通過校準(zhǔn)軟件確定。 為了安全起見，操作人員可以隨時(shí)使用遙控器(RC)中斷任務(wù)。任務(wù)本身也可以根據(jù)地理參考地圖，在現(xiàn)場(chǎng)或辦公室的操作人員筆記本電腦上進(jìn)行規(guī)劃，如下圖b所示。 在測(cè)量RTK GNSS基站位置后，任務(wù)自動(dòng)執(zhí)行，所有處理和數(shù)據(jù)記錄都在圖c所示的有限狀態(tài)機(jī)控制的平臺(tái)上進(jìn)行。有限狀態(tài)機(jī)啟動(dòng)傳感器記錄并自動(dòng)起飛MAV。平臺(tái)上升到無碰撞高度，例如30米，先飛行到任務(wù)開始上方的位置。然后下降到任務(wù)高度，執(zhí)行預(yù)先規(guī)劃的軌跡。完成后，平臺(tái)飛回高空，返回起飛位置，最后自動(dòng)著陸。著陸后從板載計(jì)算機(jī)下載傳感器和定位數(shù)據(jù)，傳給光學(xué)或雷達(dá)成像處理器。 關(guān)于該試驗(yàn)的文獻(xiàn)資料共40頁，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)工作原理和過程，并試驗(yàn)驗(yàn)證了定位精度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)埋在沙子中雷達(dá)目標(biāo)的相干雷達(dá)成像和檢測(cè)，驗(yàn)證了其用于地雷探測(cè)的潛力。