Analyse du vol d'un drone à l'aide d'un capteur inertiel miniature
Analyse des vols de drones pour une mesure précise du vent.
"Ellipse-N a été choisi parce qu'il répond à toutes les exigences et offre un équilibre unique entre la précision, la taille et le poids." | Dr.-Ing. Uwe Putze, Eberhard Karls Universität
UAV porteur de capteurs aéroportés polyvalent
MASC est un petit UAV développé pour la recherche sur la couche limite atmosphérique. L'Ellipse-N a été choisi pour enregistrer la position, la vitesse au sol et les angles d'attitude de l'UAV.
La vitesse et la direction du vent peuvent être calculées avec précision en tenant compte du flux d'air.
Le calcul du vent en vol peut être délicat car la vitesse de l'air et les angles d'incidence, mesurés par la sonde de flux d'air intégrée, doivent être compensés par le comportement réel de l'UAV.
Le Multi-Purpose Airborne Sensor Carrier (MASC) est un petit véhicule aérien sans pilote (UAV) développé pour la recherche sur la couche limite atmosphérique. Il est conçu et exploité par le groupe de physique environnementale de l'Eberhard Karls Universität Tübingen, en Allemagne.
La charge utile typique de cet UAV est un système de mesure météorologique, conçu pour calculer les flux turbulents.
Comparé aux systèmes terrestres ou aux aéronefs, l'UAV MASC est un outil rentable et précieux pour les recherches telles que l'évaluation du site d'une centrale éolienne en terrain complexe.
"Calcul de la vitesse du vent en vol
Le calcul du vent en vol peut être délicat car la vitesse de l'air et les angles d'incidence, mesurés par la sonde de flux d'air intégrée, doivent être compensés par le comportement réel du drone.
En soustrayant la vitesse sol et l'attitude du drone du vecteur de flux d'air, la vitesse et la direction du vent peuvent être calculées. Ainsi, une centrale de mesure inertielle précise est cruciale pour effectuer l'analyse du vol du drone.
Ellipse-N : l'INS miniature assisté par GPS
Turbulence plays an important role in the transport and exchange of energy in the lower atmosphere.
A high data rate is required to record these very fast fluctuations in the wind speed. “We were looking for a precise inertial measurement unit. Required specifications were an accuracy in attitude angles of <1°, and a high data output rate” declares Uwe Putze, Dr.-Ing. at the Eberhard Karls Universität Tübingen.
As the unit had to be mounted in a small unmanned aerial vehicle, small size and low weight were also important for the project. “The Ellipse-N was selected because it fulfills all the requirements and provides a unique balance of accuracy, size and weight”, adds the Project Engineer.
De petite taille et léger, l'Ellipse-N offre plus qu'une mesure d'attitude et de cap. Il fusionne les données inertielles avec les informations du GPS et du capteur de pression pour fournir une position robuste et une précision d'altitude accrue.
Le rapport montrant l'étalonnage dynamique du capteur sur toute la plage de température a rendu l'équipe encore plus confiante dans le fait que le système répondrait aux spécifications annoncées.
Données de haute qualité de l'Ellipse-N
L'Ellipse-N a été facilement intégré à l'ordinateur de mesure embarqué via une interface série.
Tandis que la sonde de flux d'air mesure la vitesse de l'air et les angles d'incidence, l'Ellipse-N enregistre la position du drone, la vitesse au sol et les angles d'attitude.
Les données brutes sont stockées dans l'ordinateur et peuvent également être affichées en temps réel sur la station au sol, grâce à une liaison télémétrique.
En utilisant ce capteur, le système peut mesurer la vitesse du vent avec une précision de +/- 0,5 mètre par seconde dans les trois axes, et enregistrer la variation de la vitesse jusqu'à 20 Hz. Le taux de sortie de 200 Hz rend inutile toute interpolation des données.
Ellipse-N
Ellipse-N est un système de navigation inertielle (INS) RTK compact et haute performance avec un récepteur GNSS bibande à quatre constellations intégré. Il fournit le roulis, le tangage, le cap et le pilonnement, ainsi qu'une position GNSS centimétrique.
Le capteur Ellipse-N est idéal pour les environnements dynamiques et les conditions GNSS difficiles, mais peut également fonctionner dans des applications moins dynamiques avec un cap magnétique.
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Bienvenue dans notre section FAQ ! Vous y trouverez les réponses aux questions les plus courantes concernant les applications que nous présentons. Si vous ne trouvez pas ce que vous cherchez, n'hésitez pas à nous contacter directement !
Les UAV utilisent-ils le GPS ?
Les véhicules aériens sans pilote (UAV), communément appelés drones, utilisent généralement la technologie du système mondial de localisation (GPS) pour la navigation et le positionnement.
Le GPS est un composant essentiel du système de navigation d'un UAV, fournissant des données de localisation en temps réel qui permettent au drone de déterminer sa position avec précision et d'exécuter diverses tâches.
Ces dernières années, ce terme a été remplacé par un nouveau terme GNSS (Global Navigation Satellite System). GNSS fait référence à la catégorie générale des systèmes de navigation par satellite, qui englobe le GPS et divers autres systèmes. En revanche, le GPS est un type spécifique de GNSS développé par les États-Unis.
Comment contrôler les délais de sortie dans les opérations UAV ?
Le contrôle des délais de sortie dans les opérations UAV est essentiel pour garantir des performances réactives, une navigation précise et une communication efficace, en particulier dans les applications de défense ou critiques.
La latence de sortie est un aspect important dans les applications de contrôle en temps réel, où une latence de sortie plus élevée pourrait dégrader les performances des boucles de contrôle. Le logiciel embarqué de notre INS a été conçu pour minimiser la latence de sortie : une fois les données des capteurs échantillonnées, le filtre de Kalman étendu (EKF) effectue des calculs courts et à temps constant avant que les sorties ne soient générées. Généralement, le délai de sortie observé est inférieur à une milliseconde.
La latence de traitement doit être ajoutée à la latence de transmission des données si l'on veut obtenir le délai total. Ce temps de latence varie d'une interface à l'autre. Par exemple, un message de 50 octets envoyé sur une interface UART à 115200 bps prendra 4 ms pour une transmission complète. Envisagez des vitesses de transmission plus élevées pour minimiser la latence de sortie.
Qu'est-ce que la géolocalisation par drone ?
Le géofencing des drones est une barrière virtuelle qui définit des limites géographiques spécifiques à l'intérieur desquelles un véhicule aérien sans pilote (UAV) peut opérer.
Cette technologie joue un rôle essentiel dans l'amélioration de la sûreté, de la sécurité et de la conformité des opérations de drones, en particulier dans les zones où les activités de vol peuvent présenter des risques pour les personnes, les biens ou l'espace aérien réglementé.
Dans des secteurs tels que les services de livraison, la construction et l'agriculture, le geofencing permet de garantir que les drones fonctionnent dans des zones sûres et légales, évitant ainsi les conflits potentiels et améliorant l'efficacité opérationnelle.
Les forces de l'ordre et les services d'urgence peuvent utiliser le géorepérage pour gérer les opérations d'UAV lors d'événements publics ou d'urgences, en veillant à ce que les drones ne pénètrent pas dans les zones sensibles.
Le geofencing peut être utilisé pour protéger la faune et les ressources naturelles en limitant l'accès des drones à certains habitats ou zones de conservation.
Qu'est-ce qu'une charge utile ?
Une charge utile fait référence à tout équipement, dispositif ou matériel qu'un véhicule (drone, navire …) transporte pour remplir sa fonction prévue au-delà des fonctions de base. La charge utile est distincte des composants nécessaires au fonctionnement du véhicule, tels que ses moteurs, sa batterie et son châssis.
Exemples de charges utiles :
- Caméras : caméras haute résolution, caméras d'imagerie thermique, etc.
- Capteurs : LiDAR, capteurs hyperspectraux, capteurs chimiques...
- Équipement de communication : radios, répéteurs de signaux, etc.
- Instruments scientifiques : capteurs météorologiques, échantillonneurs d'air...
- Autre équipement spécialisé