Аналіз польоту БПЛА за допомогою мініатюрного інерціального датчика
Дізнайтеся про аналіз польотів БПЛА для точного вимірювання вітру.
Ellipse було обрано, оскільки вона відповідає всім вимогам і забезпечує унікальний баланс точності, розмірів та ваги». | Д-р інж. Уве Путце, Університет імені Еберхарда Карла
Багатоцільовий безпілотний літальний апарат-носій датчиків
MASC — це невеликий БПЛА, розроблений для дослідження приземного шару атмосфери. Крім того, його розробила та експлуатує група дослідників з фізики довкілля Тюбінгенокго університету Ебергарда Карла в Німеччині. Команда обрала Ellipse-N для реєстрації положення БПЛА, путевої швидкості та кутів орієнтації. Крім того, швидкість і напрямок вітру можна точно розрахувати з урахуванням потоку повітря.
Однак обчислення вітру під час польоту є складним завданням, оскільки датчик повітряного потоку потребує компенсації поведінки БПЛА.
Таким чином, точні інерціальні вимірювання стають важливими для точного аналізу польоту.
Типовим корисним навантаженням для цього БПЛА є метеорологічна вимірювальна система, призначена для розрахунку турбулентних потоків.
Порівняно з наземними системами або літаками, БПЛА MASC є рентабельним і цінним інструментом для таких досліджень, як оцінка ділянок для вітроелектростанцій у складній місцевості.
Розрахунок швидкості вітру «під час польоту»
Обчислення вітру під час польоту створює певні труднощі, оскільки вбудований зонд повітряного потоку потребує компенсації поведінки БПЛА. Крім того, вирахування шляхової швидкості та орієнтації БПЛА з вектора повітряного потоку дає змогу обчислити швидкість і напрямок вітру. Таким чином, точний інерціальний вимірювальний блок стає необхідним для точного аналізу польоту БПЛА.
Наша Ellipse: мініатюрна INS з підтримкою 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.
Компактний і легкий Ellipse-N пропонує набагато більше, ніж просто вимірювання орієнтації та heading. Він об'єднує інерціальні дані з інформацією від GPS та датчика тиску, щоб забезпечити надійне позиціювання та підвищену точність визначення висоти.
Звіт, що демонструє динамічне калібрування датчика в усьому діапазоні температур, ще більше переконав команду в тому, що система відповідатиме заявленим характеристикам.
Високоякісні дані Ellipse
Прилад Ellipse безперешкодно інтегрувався в бортовий вимірювальний комп'ютер через послідовний інтерфейс. Більше того, це безперебійне з'єднання забезпечило ефективну передачу даних.
Поки датчик повітряного потоку вимірював швидкість польоту та кути падіння, Ellipse реєстрував положення БПЛА, швидкість по відношенню до землі та кути орієнтації. Крім того, комп'ютер зберігав необроблені дані для подальшого використання. Крім того, телеметричний канал забезпечував відображення даних у реальному часі на наземній станції.
За допомогою цього датчика система вимірювала швидкість вітру з точністю ±0,5 м/с по всіх трьох осях. Крім того, він реєстрував зміни швидкості з частотою до 20 Гц, а частота виведення даних 200 Гц усунула необхідність інтерполяції.
Відкрийте для себе нашу Ellipse
Ellipse-N — це компактна та високопродуктивна інерціальна навігаційна система (INS) RTK із вбудованим дводіапазонним чотирьохсупутниковим GNSS-приймачем. Вона забезпечує вимірювання roll, pitch, heading та heave, а також визначає положення GNSS з точністю до сантиметра.
Датчик Ellipse-N найкраще працює в динамічних середовищах і складних умовах GNSS. Крім того, він також функціонує в додатках із нижчою динамікою за допомогою магнітного heading.
Запитайте ціну на Ellipse
У вас є питання?
Ласкаво просимо до розділу «Часті запитання»! Тут ви знайдете відповіді на найпоширеніші запитання щодо програм, які ми презентуємо. Якщо ви не знайдете потрібної інформації, звертайтеся до нас безпосередньо!
Як контролювати затримки виведення даних під час експлуатації безпілотних літальних апаратів?
Контроль затримок у передачі даних під час експлуатації безпілотних літальних апаратів має вирішальне значення для забезпечення оперативної роботи, точної навігації та ефективного зв’язку, особливо в оборонній сфері або в умовах виконання завдань, від яких залежить успіх місії.
Затримка на виході є важливим аспектом у системах управління в режимі реального часу, де її збільшення може погіршити ефективність контурів управління. Наше INS програмне забезпечення INS розроблено з метою мінімізації затримки на виході: після зчитування даних з датчиків розширений фільтр Калмана (EKF) виконує невеликі обчислення за фіксований проміжок часу, перш ніж генеруються вихідні сигнали. Зазвичай спостережувана затримка на виході становить менше однієї мілісекунди.
Щоб отримати загальну затримку, до затримки передачі даних слід додати затримку обробки. Ця затримка передачі залежить від конкретного інтерфейсу. Наприклад, повна передача повідомлення розміром 50 байт через інтерфейс UART зі швидкістю 115 200 біт/с займе 4 мс. Для мінімізації затримки виведення слід використовувати більш високі швидкості передачі даних.
Чи використовують безпілотні літальні апарати GPS?
Безпілотні літальні апарати (БПЛА), широко відомі як дрони, зазвичай використовують технологію глобальної системи позиціонування (GPS) для навігації та визначення місцезнаходження.
GPS є невід’ємною складовою навігаційної системи безпілотного літального апарата (БПЛА), надаючи дані про місцезнаходження в режимі реального часу, що дозволяє дрону точно визначати своє місцезнаходження та виконувати різні завдання.
В останні роки цей термін замінили новим терміном GNSS Глобальна навігаційна супутникова система). GNSS загальну категорію супутникових навігаційних систем, до якої входять GPS та інші системи. На відміну від цього, GPS — це конкретний тип GNSS Сполученими Штатами.
Що таке геозонування безпілотних літальних апаратів?
Геозонування БПЛА — це віртуальний бар'єр, що визначає конкретні географічні межі, в межах яких може здійснювати польоти безпілотний літальний апарат (БПЛА).
Ця технологія відіграє вирішальну роль у підвищенні безпеки, захищеності та дотримання вимог під час експлуатації дронів, особливо в районах, де польоти можуть становити загрозу для людей, майна або обмеженого повітряного простору.
У таких галузях, як служби доставки, будівництво та сільське господарство, геозонування допомагає забезпечити роботу дронів у безпечних і дозволених зонах, запобігаючи потенційним конфліктам та підвищуючи ефективність роботи.
Правоохоронні органи та служби екстреної допомоги можуть використовувати геозони для управління польотами безпілотних літальних апаратів під час масових заходів або надзвичайних ситуацій, забезпечуючи, щоб дрони не потрапляли в зони обмеженого доступу.
Геозонування може використовуватися для захисту дикої природи та природних ресурсів шляхом обмеження доступу дронів до певних місць існування або природоохоронних зон.
Що таке корисне навантаження?
Під корисним навантаженням розуміється будь-яке обладнання, пристрій або матеріал, який транспортний засіб (дрон, судно тощо) перевозить для виконання своїх завдань, що виходять за межі основних функцій. Корисне навантаження не входить до складу компонентів, необхідних для функціонування транспортного засобу, таких як двигуни, акумулятор та каркас.
Приклади корисних навантажень:
- Камери: камери з високою роздільною здатністю, тепловізійні камери…
- Датчики: LiDAR, гіперспектральні датчики, хімічні датчики…
- Зв'язкове обладнання: радіостанції, ретранслятори сигналу…
- Наукові прилади: метеорологічні датчики, прилади для відбору проб повітря…
- Інше спеціалізоване обладнання
