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GyroCopter:基于差分波束测量的无人机轨迹规划器用于RF源跟踪与定位

机器人学 2024-10-18 v1 系统与控制 信号处理 系统与控制

摘要

自主航空无人机可为野生动物保育和搜救等应用场景中的射频(RF)源跟踪与定位提供高效、有效的解决方案。现有轻量、低成本的基于单天线接收器的波束测量方法需要现场旋转,导致测量获取时间较长,限制了可搜索区域和测量数量。我们提出了GyroCopter。我们的做法规划多旋翼无人机(UAV)的轨迹,利用UAV飞行动力学执行恒定旋转运动,以获得“伪波束”测量来跟踪RF源。旋转-based伪波束方法:i)显著减少了现场旋转波束测量的局限性;ii)充分利用信号强度测量获取硬件的简单性、 affordability和轻量化特性来估计波束。该方法区别于其他伪波束方法之处在于无需额外硬件即可保持简单、轻量和经济。为验证我们的做法,我们推导了最优旋转速度并进行了大量仿真和现场任务测试,以跟踪和定位多个RF源。结果确认了我们方法的有效性,突显了其作为实际快速RF源定位任务解决方案的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.13081,
  title  = {GyroCopter: Differential Bearing Measuring Trajectory Planner for Tracking and Localizing Radio Frequency Sources},
  author = {Fei Chen and S. Hamid Rezatofighi and Damith C. Ranasinghe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.13081},
  year   = {2024}
}

备注

For a demonstration video, see https://youtu.be/OkmmQjD74Us