УДК 621.391
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЕННОСТИ
МАЛОГАБАРИТНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ
А.О. Кислицына*, студент гр. 560М
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ»
Одним из перспективных направлений развития авиационной техники является создание беспилотных летательных аппаратов (БпЛА), которые находят широкое применение в различных областях народного хозяйства. Их применяют при экологическом мониторинге окружающей среды, контроле технического состояния промышленных объектов (линий электропередач, трубопроводов и т.д.). При этом в качестве полезной нагрузки, как правило, используется видеокамера или фотоаппарат.
Перспективным направлением является использование БпЛА в условиях чрезвычайных ситуаций и техногенных катастроф для оперативного обследования зоны бедствия. При этом БпЛА должен работать в темное время суток, в условиях задымленности, тумана, дождя, а его бортовая навигационная система должна обеспечивать обнаружение и облет препятствий, в том числе малоразмерных (проводов линии электропередач, растительности, труб, элементов зданий). Т. о., расширение функциональных возможностей БпЛА связано с разработкой алгоритмов интеллектуального управления и обработки информации в масштабе реального времени.
Обнаружение малоразмерных объектов в условиях плохой видимости на расстоянии 1…20 м возможно только с помощью ультразвуковых датчиков, а для облета препятствия необходимо определять не только расстояние до него, но и его геометрические размеры, поэтому сенсоры должны иметь достаточно высокое угловое разрешение.
В докладе представлены результаты экспериментальных исследований малогабаритного ультразвукового датчика SENS-C4016L8A40. Сравнение экспериментально измеренной диаграммы направленности с данными изготовителя показывает, что реальная диаграмма направленности имеет боковые лепестки, не показанные в данных изготовителя, вследствие чего датчик может принимать сигнал под углом близким к 90º. Поэтому угол прихода отраженного сигнала не может быть определен с приемлемой точностью. Для повышения точности определения угловых координат препятствия предлагается применить систему датчиков, позволяющую формировать суммарно-разностные диаграммы направленности.
В докладе представлены математическая модель системы датчиков, учитывающая их экспериментальные характеристики направленности, результаты экспериментальной проверки данной модели, а также оценки точности измерения угловых координат препятствий
*Научный руководитель – к.т.н., доцент каф. 502 А.В. Попов.