小型慣性センサーによるUAV飛行解析

多目的空中センサーキャリアUAV

MASCは大気境界層研究のために開発された小型UAVである。Ellipse-N UAVの位置、対地速度、姿勢角を記録するために選択されている。

風速と風向は気流を考慮することで正確に計算できる。

飛行中の風計算は、内蔵の気流プローブで測定された対気速度と入射角を実際のUAVの挙動によって補正する必要があるため、厄介かもしれない。

MASC（Multi-Purpose Airborne Sensor Carrier）は、大気境界層研究用に開発された小型無人航空機（UAV）。



このUAVの典型的なペイロードは、乱流フラックスを計算するために設計された気象学的測定システムである。地上システムや航空機と比較して、MASC UAVは、複雑な地形における風力発電プラントの立地評価などの研究にとって、費用対効果が高く、貴重なツールである。

「飛行中の風速計算

気流ベクトルからUAVの対地速度と姿勢を差し引くことで、風速と風向を計算することができる。このように、UAVの飛行解析を行うには、正確な慣性計測ユニットが不可欠です。

-NEllipse：GPS支援小型INS

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.

小型・軽量のEllipse-N 、姿勢・方位計測以上の機能を提供する。慣性データをGPSと圧力センサーの情報と融合させ、確実な位置と高度精度を提供する。

全温度範囲にわたるセンサーの動的較正を示した報告書により、チームはシステムが発表された仕様を満たすとさらに確信した。

Ellipse-N 高品質データ

Ellipse-N は、シリアル・インターフェースを介して、搭載された計測用コンピュータに簡単に統合されている。

気流プローブが気流速と入射角を計測する一方で、Ellipse-N は、UAVの位置、対地速度、姿勢角を記録する。

生データはコンピュータに保存され、テレメトリリンクによって地上局にリアルタイムで表示することもできる。

このセンサーを使用することで、システムは3軸すべてで秒速±0.5メートルの精度で風速を測定し、最大20Hzの速度変動を記録することができる。200Hzの出力レートにより、データの補間は不要となった。