Целью работы является измерение расстояния до подвижных летательных объектов с помощью твердотельного лазерного дальномера.
Для измерения расстояния до подвижных объектов в разработанном экспериментальном стенде (рис. 1) использован твердотельный лазерный дальномер НТЕВ.461321 с длиной волны 1,5 мкм.
Получаемые с него осциллограммы отраженного от беспилотного летательного аппарата(БПЛА) оптического сигнала используются для определения характерного расстояния до объекта. Частота получения осциллограмм составляет 10 Гц. Характерный вид осциллограмм от БПЛА типа квадрокоптер марки DJI Phantom 2 с характерными размерами 300×300×140мм и массой 1 кг (рис. 2, а) [1].
Для каждой осциллограммы определен уровень отраженного от БПЛА сигнала, который нанесен на диаграмму рассеяния (рис. 2, б). Видно, что на всех расстояниях до БПЛА от 461 до 1017 м уровень отраженного сигнала достигает верхней границы динамического диапазона измерения амплитуд отраженного сигнала, что указывает на возможность применения ИК лазерного дальномера НТЕВ.461321 для обнаружения как меньших, так и больших по размерам БПЛА на расстояниях значительно больших 1 км [2]. В условиях городской застройки, в черте города открытые трассы более 2...3 км встречаются крайне редко, поэтому лазерный дальномер НТЕВ.461321 гарантированно обеспечивает определение расстояния до малых БПЛА в городских условиях, находящихся на расстоянии более 200 м [3].
У лазерного дальномера НТЕВ.461321 частота оцифровки осциллограмм 500 МГц, длина излучающего импульса 20 нс. При таких параметрах пространственное разрешение по глубине ИК лазерного дальномера составляет значение порядка 10 м, что не дает локализовать размеры БПЛА по глубине. В разработанном экспериментальном стенде видеопоток регистрируется с помощью промышленной камеры DFK 39GX265-Z20 с фокусным расстоянием от 6,8 до 136 мм и числом элементов 2048×1536 [4].
Результаты определения характерного размера объекта на основе анализа видеокадров и оценки расстояния до БПЛА (рис. 3).
Таким образом, по результатам эксперимента наблюдаемый размер БПЛА в зависимости от ориентации составляет от 0,29 до 0,41 м. Максимальное значение полуширины доверительного интервала для доверительной вероятности 95 % составляет 0,07 м, что не превышает 20 % истинного размера объекта.