Analiza lotu bezzałogowego statku powietrznego (UAV) za pomocą miniaturowego czujnika inercyjnego
Odkryj analizę lotu bezzałogowego statku powietrznego (UAV) do precyzyjnego pomiaru wiatru.
„Model Ellipse-N został wybrany, ponieważ spełnia wszystkie wymagania i zapewnia unikalną równowagę między dokładnością, gabarytami a masą.” | Dr inż. Uwe Putze, Uniwersytet Eberharda i Karola w Tybindze
Wielofunkcyjny bezzałogowy statek powietrzny (UAV) służący do przenoszenia czujników
MASC to mały bezzałogowy statek powietrzny (UAV) opracowany do badań warstwy granicznej atmosfery. Ponadto, grupa Environmental Physics z Eberhard Karls Universität Tübingen w Niemczech, Zaprojektowała go i nim operuje. Zespół wybrał Ellipse-N do rejestrowania pozycji UAV, prędkości względem ziemi i kątów orientacji. Dodatkowo, prędkość i kierunek wiatru można dokładnie obliczyć, uwzględniając przepływ powietrza.
Jednak obliczanie wiatru podczas lotu jest trudne, ponieważ sonda przepływu powietrza wymaga kompensacji zachowania UAV.
Zatem, precyzyjny pomiar inercyjny staje się niezbędny do dokładnej analizy lotu.
Typowym ładunkiem użytecznym dla tego UAV jest meteorologiczny system pomiarowy, zaprojektowana do obliczania turbulentnych strumieni.
W porównaniu z systemami naziemnymi lub statkami powietrznymi, MASC UAV jest opłacalnym i cennym narzędziem dla badań, takich jak ocena lokalizacji elektrowni wiatrowych w złożonym terenie.
Obliczanie prędkości wiatru „podczas lotu”
Obliczanie wiatru w locie stawia wyzwania, ponieważ wbudowana sonda przepływu powietrza wymaga kompensacji zachowania UAV. Co więcej, odjęcie prędkości nadziemnej oraz orientacji UAV od wektora przepływu powietrza pozwala obliczyć prędkość i kierunek wiatru. W związku z tym precyzyjna jednostka pomiaru inercyjnego staje się kluczowa dla dokładnej analizy lotu UAV.
Nasz Ellipse-N: miniaturowy system INS wspomagany systemem 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.
Małe rozmiary i waga sprawiają, że Ellipse-N oferuje więcej niż tylko pomiar orientacji i heading. Łączy dane inercyjne z informacjami z GPS i czujnika ciśnienia, zapewniając stabilną pozycję i zwiększoną dokładność wysokości.
Raport przedstawiający dynamiczną kalibrację czujnika w pełnym zakresie temperatur jeszcze bardziej utwierdził zespół w przekonaniu, że system spełni deklarowane specyfikacje.
Wysokiej jakości dane z systemu Ellipse-N
System Ellipse-N bezproblemowo zintegrował się z pokładowym komputerem pomiarowym za pośrednictwem interfejsu szeregowego. Co więcej, to płynne połączenie umożliwiło wydajną transmisję danych.
Podczas gdy sonda przepływu powietrza mierzyła prędkość powietrza i kąty natarcia, system Ellipse-N rejestrował pozycję UAV, prędkość naziemną oraz kąty orientacji. Ponadto komputer zapisywał surowe dane do późniejszego wykorzystania. Dodatkowo łącze telemetryczne umożliwiło podgląd w czasie rzeczywistym na stacji naziemnej.
Dzięki temu czujnikowi system mierzył prędkość wiatru z dokładnością do ±0,5 m/s we wszystkich trzech osiach. Ponadto rejestrował zmiany prędkości z częstotliwością do 20 Hz, podczas gdy częstotliwość wyjściowa 200 Hz eliminowała potrzebę interpolacji.
Poznaj nasz system Ellipse-N
Ellipse-N to kompaktowy i wydajny system nawigacji inercyjnej RTK (INS) z wbudowanym dwupasmowym odbiornikiem GNSS obsługującym cztery konstelacje. Dostarcza dane o przechyłach (roll, pitch), kurs (heading) i kołysaniu (heave), a także centymetrową pozycję GNSS.
Czujnik Ellipse-N najlepiej sprawdza się w środowiskach dynamicznych i trudnych warunkach GNSS. Ponadto, funkcjonuje również w aplikacjach o niższej dynamice z heading magnetycznym.
Poproś o wycenę Ellipse-N
Czy masz jakieś pytania?
Witamy w sekcji FAQ! Znajdziesz tu odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania dotyczące prezentowanych przez nas aplikacji. Jeśli nie znajdziesz tego, czego szukasz, skontaktuj się z nami bezpośrednio!
Jak kontrolować opóźnienia w transmisji danych podczas operacji z wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych (UAV)?
Kontrola opóźnień wyjściowych podczas operacji z wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych (UAV) ma zasadnicze znaczenie dla zapewnienia szybkiej reakcji, precyzyjnej nawigacji oraz skutecznej komunikacji, zwłaszcza w zastosowaniach obronnych lub krytycznych dla misji.
Opóźnienie wyjściowe stanowi istotny aspekt w zastosowaniach związanych ze sterowaniem w czasie rzeczywistym, gdzie większe opóźnienie wyjściowe może pogorszyć wydajność pętli sterowania. Nasze oprogramowanie wbudowane „ INS ” zostało zaprojektowane zaprojektowana w celu zminimalizowania opóźnienia wyjściowego: po pobraniu próbek danych z czujników rozszerzony filtr Kalmana (EKF) wykonuje niewielkie obliczenia o stałym czasie trwania, zanim wygenerowane zostaną sygnały wyjściowe. Zazwyczaj obserwowane opóźnienie wyjściowe wynosi mniej niż jedną milisekundę.
Aby uzyskać całkowite opóźnienie, należy dodać opóźnienie przetwarzania do opóźnienia transmisji danych. Opóźnienie transmisji różni się w zależności od interfejsu. Na przykład pełna transmisja komunikatu o długości 50 bajtów wysłanego przez interfejs UART z prędkością 115 200 bps zajmie 4 ms. Aby zminimalizować opóźnienie wyjściowe, warto rozważyć zastosowanie wyższych prędkości transmisji.
Czy drony używają GPS?
Bezzałogowe statki powietrzne (UAV), powszechnie znane jako drony, zazwyczaj wykorzystują technologię Globalnego Systemu Pozycjonowania (GPS) do nawigacji i określania pozycji.
GPS jest niezbędnym elementem systemu nawigacji drona, dostarczającym dane o lokalizacji w czasie rzeczywistym, co pozwala mu precyzyjnie określić swoją pozycję i wykonywać różnorodne zadania.
W ostatnich latach termin ten został zastąpiony przez nowy termin GNSS (Globalny System Nawigacji Satelitarnej). GNSS odnosi się do ogólnej kategorii satelitarnych systemów nawigacyjnych, która obejmuje GPS i różne inne systemy. Z kolei GPS jest specyficznym typem GNSS opracowanym przez Stany Zjednoczone.
Czym jest geofencing z wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych (UAV)?
Geofencing dla bezzałogowych statków powietrznych (UAV) to wirtualna bariera wyznaczająca konkretne granice geograficzne, w obrębie których bezzałogowy statek powietrzny (UAV) może prowadzić działalność.
Technologia ta odgrywa kluczową rolę w zwiększaniu bezpieczeństwa, ochrony i zgodności z przepisami podczas operacji z wykorzystaniem dronów, zwłaszcza na obszarach, gdzie loty mogą stanowić zagrożenie dla ludzi, mienia lub przestrzeni powietrznej objętej ograniczeniami.
W branżach takich jak usługi kurierskie, budownictwo i rolnictwo technologia geofencing pomaga zapewnić, że drony działają w bezpiecznych i zgodnych z prawem obszarach, co pozwala uniknąć potencjalnych konfliktów i zwiększyć wydajność operacyjną.
Służby porządkowe i ratownicze mogą wykorzystywać geofencing do zarządzania operacjami bezzałogowych statków powietrznych (UAV) podczas wydarzeń publicznych lub sytuacji kryzysowych, zapewniając, że drony nie wlecą na obszary o szczególnym znaczeniu.
Technologię geofencing można wykorzystać do ochrony dzikiej przyrody i zasobów naturalnych poprzez ograniczenie dostępu dronów do określonych siedlisk lub obszarów chronionych.
Czym jest ładunek?
Ładunek to każdy rodzaj sprzętu, urządzenia lub materiału, który pojazd (dron, statek… ) przewozi w celu realizacji zadań wykraczających poza jego podstawowe funkcje. Ładunek nie obejmuje elementów niezbędnych do działania pojazdu, takich jak silniki, akumulator i rama.
Przykłady ładunków:
- Kamery: kamery wysokiej rozdzielczości, kamery termowizyjne…
- Czujniki: LiDAR, czujniki hiperspektralne, czujniki chemiczne…
- Sprzęt łącznościowy: radiostacje, wzmacniacze sygnału…
- Przyrządy naukowe: czujniki pogodowe, urządzenia do pobierania próbek powietrza…
- Inny sprzęt specjalistyczny
