JP5730300B2 - 別の無人機から放出されるスプリアスエコーの識別を有する無人機用の超音波テレメトリー法 - Google Patents
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Description
a)時間原点から、所定の繰返し周波数で繰り返される超音波バーストを放出すること、
b)各放出の終了後、2つの連続する放出を分離する時間フレームの継続期間にわたって、同じ前記フレーム中に、それぞれの到達時間に現れる複数の連続する信号ピークを受信することであって、該連続する信号ピークは、スプリアスピークと、推定される前記距離に対応する1つの有用ピークを含む、受信すること、
を、それ自体が既知であるやり方で含む方法を提案する。
前記繰返し周波数を、考慮対象の前記無人機と同時に用いられることが意図される別の無人機の対応する繰返し周波数とは異なる、所定の値に調整する予備ステップが設けられ、
前記ステップb)は、前記別の無人機からの超音波バーストの放出に起因した、スプリアスピークの起こり得る受信を含み、
該方法を実施する前記考慮対象の無人機について、該方法は、
c)2つの連続するフレームについて、現在フレームのp個の信号ピークの到達時間を、前のフレームのq個の信号ピークの到達時間と比較し、p・q個の対の前記ピークのそれぞれについて、対応する相対時間ギャップを求めること、
d)ステップc)で求められた前記p・q個の相対時間ギャップに、前記現在フレームの1つのピークだけを保持することを可能にする、少なくとも1つの選択基準を適用すること、及び、
e)最後のバーストの放出時間に対するステップd)で保持された前記ピークの前記到達時間に基づいて、前記距離を推定すること、
を更に含むことを特徴とする。
ここで、
F1は、前記考慮対象の無人機の繰返し周波数であり、
F2は、前記別の無人機の繰返し周波数であり、
Vmaxは、前記考慮対象の無人機の前記距離の推定方向における、最大速度であり、
cは、音伝播速度であり、
Wは、前記バーストの時間幅であり、
Fsは、前記受信信号のサンプリング周波数である。
ここで、
Dは、サンプル数として表わされる前記閾値であり、
Vmaxは、前記距離の推定方向における前記無人機の最大速度であり、
Fsは、前記受信信号のサンプリング周波数であり、
cは、音伝播速度であり、
Fdroneは、前記バースト放出の繰返し周波数である。
Dは、サンプル数として表される閾値であり、
Vmaxは、距離の推定方向における無人機の最大速度であり、
Fsは、受信信号のサンプリング周波数であり、
cは、音伝播速度であり、
Fdroneは、バースト放出の繰返し周波数であり、
Wは、サンプル数として表される、バーストの時間幅である。
Vmax=1.5m/s
Fs=150kHz
c=340m/s
Fdrone=50Hz
W=0.3ms
−一方で、同様な反応を有する高度推定システムを無人機が有するように、近い周波数が所望されることと、
−他方で、比較に用いられる閾値Dは2つの無人機の最大相対速度に関連しているため、周波数選択から独立しており、したがって、周波数が互いにあまりに近い場合には、無人機間の相対変位がDよりも小さいという状況が起こり得ること、
との兼ね合いである。
Claims (8)
- 超音波テレメトリーによって距離を推定する方法であって、特に無人機(D1)の高度(h)を測定するために、該無人機によって実施され、
a)時間原点から、所定の繰返し周波数で繰り返される超音波バーストを放出すること、
b)各放出の終了後、2つの連続する放出を分離する時間フレーム(n−1,n,n+1,...)の継続期間にわたって、同じ前記フレーム中に、それぞれの到達時間に現れる複数の連続する信号ピークを受信することであって、該連続する信号ピークは、スプリアスピーク(E’n−1,E’n,E’n+1,...)と、推定される前記距離に対応する1つの有用ピーク(En−1,En,En+1,...)を含む、受信すること、
を含む、方法であって、
前記繰返し周波数を、考慮対象の前記無人機と同時に用いられることが意図される別の無人機(D2)の対応する繰返し周波数とは異なる、所定の値に調整する予備ステップが設けられ、
前記ステップb)は、前記別の無人機からの超音波バーストの放出に起因したスプリアスピークの起こり得る受信を含み、
該方法を実施する前記考慮対象の無人機(D1)について、該方法は、
c)2つの連続するフレームについて、現在のフレームのp個の信号ピークの到達時間を、前のフレームのq個の信号ピークの到達時間と比較し、p×q個の対の前記ピークのそれぞれについて、対応する相対時間ギャップを求めること、
d)ステップc)で求められた前記p×q個の相対時間ギャップに、前記現在のフレームの1つのピークだけを選択して保持することを可能にする少なくとも1つの選択基準を適用することであって、該ステップd)は1つの選択基準として、前記前のフレームの前記ピークとの前記相対時間ギャップが所定の閾値よりも小さい、前記現在のフレームの前記ピークだけが選択され保持されるフィルタリングを含み、該ステップd)は、更なる選択基準として、前記フィルタリング後に複数のピークが保持される場合、前記連続する信号ピークの発生順に基づいて1つのピークを選択して保持することを含む、適用すること、及び、
e)最後のバーストの放出時間に関して、ステップd)で保持された前記ピークの前記到達時間に基づいて、前記距離を推定すること、
を更に含み、
前記考慮対象の無人機(D1)及び前記別の無人機(D2)のそれぞれの前記繰返し周波数は、これらの周波数間の差が、以下の関係
ここで、
F1は、前記考慮対象の無人機の繰返し周波数であり、
F2は、前記別の無人機の繰返し周波数であり、
Vmaxは、前記距離の推定方向における前記考慮対象の無人機の最大速度であり、
cは、音伝播速度であり、
Wは、前記バーストの時間幅であり、
Fsは、前記受信信号のサンプリング周波数であることを特徴とする、超音波テレメトリーによって距離を推定する方法。 - 前記考慮対象の無人機(D1)の前記繰返し周波数と前記別の無人機(D2)の前記繰返し周波数との差は、有利には、3%と10%との間に含まれ、好ましくは5%である、請求項1に記載の方法。
- 前記閾値は、前記超音波バーストの時間幅の関数である補正項だけ増加される、請求項3に記載の方法。
- 前記閾値は、前記距離の推定方向における前記無人機の最大速度での該無人機の変位に関する、2つの連続する放出時間における該無人機の2つの位置間での音響経路の最大変動の関数として求められ、
前記閾値は、前記超音波バーストの時間幅の関数である補正項だけ増加され、
前記閾値は、式
Dは、サンプル数として表わされる前記閾値であり、
Vmaxは、前記距離の推定方向における前記無人機の最大速度であり、
Fsは、前記受信信号のサンプリング周波数であり、
cは、音伝播速度であり、
Fdroneは、前記バースト放出の繰返し周波数であり、
Wは、サンプル数として表わされる、前記バーストの時間幅である、請求項1に記載の方法。 - 前記ステップd)は、前記更なる選択基準として、前記フィルタリング後に複数のピークが保持される場合、前記連続する信号ピークの発生順で前記現在のフレームの最初のピークを選択して保持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ステップd)は、前記更なる選択基準として、前記フィルタリング後に複数のピークが保持される場合、前記連続する信号ピークの発生順で前記現在のフレームの最後のピークを選択して保持することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記現在のフレームの前記p個の信号ピークの前記到達時間を、前記前のフレームの前記q個の信号ピークの前記到達時間と比較し、前記p×q個の対のピークのそれぞれについて、対応する相対時間ギャップを求めるステップc)の終了時に、同じ相対時間ギャップ間隔において2つのピークの存在が検出される場合、ステップe)の距離推定のために、前記現在のフレームの単一ピークの代わりに、前記前のフレームの単一ピークを選択するステップが設けられる、請求項1に記載の方法。
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