소형 관성 센서를 사용한 UAV 비행 분석

다목적 공중 센서 캐리어 UAV

MASC는 대기 경계층 연구를 위해 개발된 소형 무인 항공기입니다. UAV 위치, 지상 속도 및 자세 각도를 기록하기 위해 Ellipse-N 선택되었습니다.

기류를 고려하여 풍속과 방향을 정확하게 계산할 수 있습니다.

비행 중 바람 계산은 내장된 기류 프로브로 측정한 풍속과 입사각을 실제 UAV 동작으로 보정해야 하므로 까다로울 수 있습니다.

다목적 무인 센서 운반체(MASC)는 대기 경계층 연구를 위해 개발된 소형 무인 항공기(UAV)입니다. 독일 튀빙겐 에버하르트 칼스 대학교의 환경 물리학 그룹에서 설계하고 운영합니다.

이 UAV의 일반적인 탑재체는 난류 플럭스를 계산하도록 설계된 기상 측정 시스템입니다.

지상 시스템이나 항공기에 비해 MASC UAV는 복잡한 지형에서 풍력 발전소 부지 평가와 같은 연구에 비용 효율적이고 가치 있는 도구입니다.

"비행 중" 풍속 계산

비행 중 바람 계산은 내장된 기류 프로브로 측정한 풍속과 입사각을 실제 UAV 동작에 따라 보정해야 하므로 까다로울 수 있습니다.

기류 벡터에서 UAV 지상 속도와 자세를 빼면 풍속과 방향을 계산할 수 있습니다. 따라서 정밀한 관성 측정 장치는 UAV 비행 분석을 수행하는 데 매우 중요합니다.

Ellipse-N: GPS 지원 미니어처 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.

작고 가벼운 Ellipse-N 자세와 방향 측정 이상의 기능을 제공합니다. 관성 데이터와 GPS 및 압력 센서 정보를 융합하여 강력한 위치와 향상된 고도 정확도를 제공합니다.

전체 온도 범위에서 센서 동적 보정을 보여주는 보고서를 통해 팀은 시스템이 발표된 사양을 충족할 것이라는 확신을 더욱 갖게 되었습니다.

Ellipse-N 고품질 데이터

직렬 인터페이스를 통해 온보드 측정 컴퓨터에 쉽게 통합되었습니다.

기류 프로브가 풍속과 입사각을 측정하는 동안 Ellipse-N UAV 위치, 지상 속도 및 자세 각을 기록합니다.

원시 데이터는 컴퓨터에 저장되며 원격 측정 링크를 통해 지상국에서도 실시간으로 표시할 수 있습니다.

이 센서를 사용하여 시스템은 세 축 모두에서 초당 +/- 0.5m의 정확도로 풍속을 측정하고 최대 20Hz의 속도 변화를 기록할 수 있습니다. 200Hz의 출력 속도 덕분에 데이터 보간이 필요하지 않습니다.