UWB（超寬帶）應(yīng)用于無人機(jī)精準(zhǔn)降停的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
無人機(jī)在飛行過程中，面臨諸多安全挑戰(zhàn)。為了確保其能夠安全返回，并精準(zhǔn)降落規(guī)定點(diǎn)位，特別時(shí)某些應(yīng)用行業(yè)降落誤差要求高，如自動(dòng)起降無人值守完成自動(dòng)巡檢等應(yīng)用場(chǎng)景，自動(dòng)降落誤差控制在5cm內(nèi)，對(duì)降落定位導(dǎo)航技術(shù)提出更高要求，無人機(jī)需要精確確定自身位置和降落點(diǎn)位置,特別在復(fù)雜環(huán)境中，如 GPS 信號(hào)弱或受干擾的區(qū)域，僅依靠衛(wèi)星定位難以實(shí)現(xiàn)高精度定位。同時(shí)，視覺定位等其他定位方式也會(huì)受到光線、環(huán)境紋理等因素影響，導(dǎo)致定位誤差。著陸精度受不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)無人機(jī)著陸精度要求不同。例如，在狹小的平臺(tái)或移動(dòng)載體上降落，需要無人機(jī)具備極高的著陸精度。但受到各種因素影響，如傳感器誤差、控制算法的局限性等，要實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的著陸精度并非易事。目前普通在用的技術(shù)有全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）定位導(dǎo)航技術(shù)、視覺定位技術(shù)、飛行控制技術(shù)等，以上技術(shù)在不同應(yīng)用場(chǎng)景下各有優(yōu)劣，如能融合UWB定位技術(shù),可較好滿足無人機(jī)高精度降停定位的需求。
應(yīng)用UWB三維技術(shù)，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景需求，設(shè)置無人機(jī)與地面降停點(diǎn)不同距離（如50m、30m、15m）實(shí)現(xiàn)高精度降停功能。根據(jù)無人機(jī)UWB行業(yè)應(yīng)用要求，在無人機(jī)超出定位基站一定距離后，無人機(jī)UWB標(biāo)簽休眠狀態(tài)。
UWB 技術(shù)主要應(yīng)用功能特點(diǎn)
高精度定位，UWB 技術(shù)利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，時(shí)間分辨率極高。通過測(cè)量無人機(jī)機(jī)載信標(biāo)與多個(gè)地面基站之間的信號(hào)飛行時(shí)間（ToF），可以精確計(jì)算出無人機(jī)與各個(gè)基站的距離。再結(jié)合三邊定位等方法，能夠?qū)崟r(shí)獲取無人機(jī)在三維空間中的精準(zhǔn)位置信息。
抗干擾能力強(qiáng)，UWB 信號(hào)在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，具有很強(qiáng)的抗干擾性能。在無人機(jī)降落過程中，無論是來自其他無線設(shè)備的干擾，還是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的多徑效應(yīng)干擾（如信號(hào)在建筑物、障礙物等之間反射造成的干擾），UWB 技術(shù)都能較好地克服，保證定位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，從而使無人機(jī)在復(fù)雜的電磁環(huán)境中也能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)降停。
實(shí)時(shí)性好，UWB 系統(tǒng)能夠以較高的頻率對(duì)無人機(jī)的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和監(jiān)測(cè)，例如高達(dá) 200Hz 的刷新頻率和 5ms 的低延遲，這意味著無人機(jī)的位置信息能夠及時(shí)反饋給飛控系統(tǒng)。飛控系統(tǒng)可以根據(jù)最新的位置數(shù)據(jù)快速做出調(diào)整，實(shí)時(shí)修正無人機(jī)的飛行姿態(tài)和軌跡，確保其準(zhǔn)確地向降落點(diǎn)靠近，尤其在面對(duì)突發(fā)情況或環(huán)境變化時(shí)，能及時(shí)響應(yīng)并保持降停的精準(zhǔn)性。
多目標(biāo)定位，如果有多個(gè)無人機(jī)需要同時(shí)降停，UWB 系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)多個(gè)無人機(jī)進(jìn)行定位，為每架無人機(jī)提供獨(dú)立的位置信息。通過合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和算法優(yōu)化，能夠區(qū)分不同無人機(jī)的信號(hào)，避免相互干擾，實(shí)現(xiàn)多架無人機(jī)的有序、精準(zhǔn)降停，提高了無人機(jī)群降停的效率和安全性。
室內(nèi)外均可應(yīng)用， 與衛(wèi)星定位系統(tǒng)（如 GPS）不同，UWB 定位不受室內(nèi)環(huán)境或遮擋物的影響，在室內(nèi)、峽谷、城市高樓密集區(qū)等衛(wèi)星信號(hào)弱或無法到達(dá)的地方，依然能夠正常工作，為無人機(jī)提供精準(zhǔn)的定位服務(wù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)降停。同時(shí)，一些 UWB 系統(tǒng)還支持與 GNSS/RTK 等室外定位技術(shù)的融合，使無人機(jī)在從室外到室內(nèi)或其他復(fù)雜環(huán)境過渡時(shí)，也能保持定位的連續(xù)性和精準(zhǔn)性。
輔助安全功能，結(jié)合 UWB 定位技術(shù)與電子圍欄等功能，用戶可以自行設(shè)定無人機(jī)的降落區(qū)域和安全范圍。當(dāng)無人機(jī)超出設(shè)定的電子圍欄區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒操作人員注意，或者自動(dòng)控制無人機(jī)返回安全區(qū)域，這在一定程度上保障了飛行器的安全，輔助其精準(zhǔn)降停，防止無人機(jī)降落到危險(xiǎn)區(qū)域或偏離預(yù)定降落點(diǎn)。
