无人机高度计所面（miàn）临的（de）挑战：
无人机高度计（jì）分为绝（jué）对高度测量（liàng）高度（dù）计和相对高度测量高度计（jì）两种（zhǒng）类型，绝对（duì）高度（dù）测（cè）量的是相对（duì）海平面的绝对（duì）高度，一般用于（yú）高空（kōng）飞（fēi）行的无人机平台，主要包（bāo）括气（qì）压高度计和GPS高度计，相对测量的是无人机平台距离（lí）地（dì）球表面的相对高度，一般用于低空无人机（jī）平台，主（zhǔ）要包括超声波高（gāo）度计、激光、毫米波雷（léi）达高（gāo）度计，目前（qián）业界主流用的是超声（shēng）波高度计，本文重点分析超声波和（hé）毫米波雷（léi）达高度计。
为什么（me）植保（bǎo）无人机要对地（dì）形进行追踪：
植保无人（rén）机与农作（zuò）物的距离（lí）要（yào）求最低保持在1-2m的固定（dìng）高度，同时无人机不（bú）受地形和高（gāo）度（dù）限制（zhì），根（gēn）据地（dì）形情况（kuàng）自动定高（gāo），调整高度，自动规（guī）避障碍物，同（tóng）时要求精度较高（gāo），一般精度不低于20CM，使用环境相对恶劣环境等特点，满足（zú）农药喷洒适合的距离，达到均匀和高效喷射。
超声波高（gāo）度计：
超声波高度计原理简单、使（shǐ）用方便，成本（běn）也很（hěn）低，主流无人已（yǐ）经初步（bù）试装，但是由（yóu）于（yú）超声波本（běn）身的一些特性（xìng），使得超声波高度计在植保无人机、快递无人机等（děng）无人机领域适（shì）应性不（bú）强，主要原因如下：
1、不适合植被覆盖地形：由于超声波（bō）频率一般在40KHz～45KHz左（zuǒ）右，波长远大于植被的几何尺寸（cùn），因此很容（róng）易穿透植被（bèi），因此（cǐ），超声波高度计不太适合于（yú）森林（lín）、耕（gēng）地等植被覆盖地形。而毫米（mǐ）波（bō）雷达高（gāo）度计可以根据需求（qiú）选择合（hé）适频段满足不穿透树叶、穿透树（shù）叶但不穿（chuān）透树干、穿透树叶和（hé）树干直（zhí）达地面等不（bú）同应用（yòng）需求，适应性更好。
2、作用距离（lí）短:超声波高度计作用距离一般不（bú）超过5m，特殊场合（hé）使用的超声波（bō）高（gāo）度计（jì）可（kě）达23m甚（shèn）至（zhì）50m，但是距离越（yuè）远，数据（jù）率就越（yuè）低（dī），就越难（nán）以达到（dào）无人机平台的（de）应（yīng）用（yòng）要求。所以，超（chāo）声波高度计一般用于（yú）飞（fēi）行高度较低的航拍无（wú）人机。
3、抗（kàng）干扰能力稍差:虽然（rán）多数超声波传感器的工作频率为40KHz～45KHz，远（yuǎn）高（gāo）于人类能够听到的频率。但是周围环境也（yě）会产生类似频率（lǜ）的噪音。比如，电（diàn）机（jī）在转（zhuǎn）动（dòng）过程会产生（shēng）一定的高频，轮（lún）子在比较硬（yìng）的（de）地面上（shàng）的摩擦（cā）所产生的高频噪音，机器人本身的抖动（dòng），这些都会引起（qǐ）传感器接收到错误信号。
激光测（cè）距传（chuán）感器（qì）工（gōng）作原理（lǐ）：
激光测距（jù）传感器：先由激光二极管对准目标发射激光（guāng）脉（mò）冲。经目标（biāo）反射后激光（guāng）向各（gè）方向（xiàng）散射。部（bù）分（fèn）散射光返回到传感器（qì）接（jiē）收器（qì），被光学系统接收后成像到雪崩（bēng）光（guāng）电（diàn）二极管（guǎn）上（shàng）。雪崩（bēng）光电二极管是一种内（nèi）部具有放大功能的光学传感器，因此它能（néng）检测极其微弱的光信（xìn）号。记（jì）录并处理从光脉（mò）冲发（fā）出（chū）到返回被接收（shōu）所经历的时（shí）间，即（jí）可测定目（mù）标距离。
1、激光测（cè）距的优点是精确，缺点是需要注意人体安全，而且光学系统需要保持（chí）干净（jìng），否则将影响测（cè）量
2、激（jī）光（guāng）测距传感器在户外使用肯定（dìng）是（shì）会受雨雾天气影（yǐng）响的，特别是在（zài）喷洒农药（yào）也会（huì）有一定（dìng）的影响（xiǎng）
3、水面（miàn）反射影响较大，当（dāng）无人机在水稻地、水面飞行，由于（yú）水面的反（fǎn）射，影（yǐng）响较大（dà）
4、玻璃墙面反射和穿透也受一定的影（yǐng）响。
毫米波雷达高（gāo）度计：
毫米波雷（léi）达通过发射波与（yǔ）目（mù）标回波（bō）的频率差计（jì）算目（mù）标的距（jù）离（lí）、速度、角度等信息（xī）。
当地（dì）表（biǎo）粗糙度远小于（yú）波长时进（jìn）行镜（jìng）面反射，地表粗糙度远大于波长时进行漫反射，一般情（qíng）况下既有镜面（miàn）反射（shè）又有漫反射，因此电磁波可以工作（zuò）在各种地形条件下（xià），增加了毫米波（bō）雷达的应用范围。同时可（kě）以根据应用需求（qiú）灵活设计（jì）天线辐射角（jiǎo）度，满足（zú）检测目标范围的需（xū）求。天线（xiàn）采用泰勒算（suàn）法对（duì）方向图进行（háng）低（dī）副瓣（bàn）综合，具有很强（qiáng）的副瓣抑制比，使高度计不容易受地（dì）面（miàn）移动目标的干扰，可提高（gāo）雷达的探（tàn）测性（xìng）能。
1、毫米波雷达精度高（gāo）：由于工（gōng）作（zuò）频率高（gāo），可以利用大的信号带宽提高（gāo）距离、速度的测量（liàng）精（jīng）度与分（fèn）辨能力，并（bìng）能精确的分析目标特征。纳雷NRA24毫（háo）米（mǐ）波（bō）雷达在0.1-50米（mǐ）的范围（wéi）内，测量精度±2cm，是（shì）UAV平台垂直起降（VTOL）和（hé）悬停的理想传（chuán）感（gǎn）器。
2、抗干扰能力强（qiáng）：毫米波雷达（dá）具有（yǒu）较强（qiáng）的（de）抗电子干扰和抗杂波干扰能力，并（bìng）具有高度可靠（kào）性的特（tè）点。
3、环境（jìng）适应能力强，无论是雾天，水面、玻璃面都（dōu）有很好（hǎo）解决。
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