基于二次雷达的无人机协同感知与规避
信号处理
2024-03-26 v2
摘要
本文提出一种用于小型无人机在空域内安全导航的协同感知与规避（SAA）算法。所提方法依赖于无人机与周围配备应答机的航空障碍物之间的协作。为此，航空障碍物在询问后通过二次监视雷达（SSR）的Mode S工作模式与无人机共享其高度和识别码。所提SAA算法利用航空障碍物仰角的估计进行测距。与现有SAA系统中使用的基于往返时间的测距相比，这实现了更精确的测距。我们还提出了一种用于SSR的Mode S工作模式的低复杂度且精确的径向速度估计器，该估计器用于所提SAA系统。此外，通过将应答机回复的脉冲位置调制（PPM）视为具有随机脉冲重复间隔的脉冲雷达波形，获得了最大无模糊径向速度。所提SAA配备了一种入侵者识别方法，用于确定周围配备应答机的航空障碍物的风险等级。给定估计参数，该入侵者识别方法将航空障碍物分类为高、中、低风险入侵者。分类器的输出使无人机能够相应地规划路径或机动以实现安全导航。所提估计器的均方根误差（RMSE）经解析推导，且通过仿真实验证实了我们的SAA方案的有效性。
引用
@article{arxiv.2306.03046,
title = {Cooperative Sense and Avoid for UAVs using Secondary Radar},
author = {Mostafa Mohammadkarimi and Raj Thilak Rajan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.03046},
year = {2024}
}