Optimization of laser altimeter for unmanned aerial vehicle

Abstract

W artykule opisano charakterystyki zasięgowe układu dalmierza laserowego z uwzględnieniem właściwości transmisyjnych atmosfery jako ośrodka propagacji fal elektromagnetycznych. Wnioski z ich analizy umożliwiły optymalizację układu pomiaru wysokości w systemie Bezzałogowego Statku Powietrznego (BSP). W procesie optymalizacji zweryfikowano dobór parametrów laserowej wiązki roboczej oraz dobór parametrów konstrukcyjnych urządzenia. Uwzględniono także właściwości rzeczywistego układu wysokościomierza przy zastosowaniu wybranych fotodiod lawinowych w torze odbiorczym. Na podstawie ich parametrów szumowych, wyznaczono wartości maksymalnych zasięgów pracy wysokościomierza. Przeprowadzona optymalizacja uwzględnia wymagania normy PN-EN 60825-1 dotyczącej zastosowań promieniowania laserowego w zakresie bezpiecznym dla oka ludzkiego.The analysis of the laser altimeter main characteristics has been developed, including the influence of atmospheric propagation properties. The analysis allowed us to perform the optimization procedure with respect to device application on unmanned aircraft system. The optimization process covered both laser beam characteristics and major structural parameters of the altimeter. The application of real avalanche photodiodes and their noise characteristics were taken into consideration in all the calculations, thus enabling to evaluate the maximum working altitudes of the device and to compare the photodetectors themselves. The PN-EN 60825-1 safety standard was respected in all the estimations to satisfy the requirements of the eye-safe laser technique