Deze procedure zal de IMU- en ADS-sensorkalibratie en -integratie met vliegcomputers illustreren en het gebruik van geïntegreerde INS- en ADS-gegevensverzameling en -verwerking in een outdoor vliegfaciliteit demonstreren. End-to-end vliegcontrole voor een quadcopter dat opereert in de M-Air-netvliegtestfaciliteit van de Universiteit van Michigan wordt gedemonstreerd.
1. Sensorkalibratie: Inertiële meeteenheid (IMU)
Sensorkalibratie is het meest effectief wanneer het wordt uitgevoerd met ondersteuning van hoogwaardige testapparatuur. Voor de 3-assige IMU kalibreer de gyroscoop en versnellingsmeter voor elke as afzonderlijk met behulp van een nauwkeurige snelheidstabel (Figuur 6). De snelheidstabel roteert nauwkeurig met een door de gebruiker gedefinieerde hoeksnelheid. De gebruiker geeft een reeks snelheidscommando's uit, waarbij de IMU de gegevens verzamelt die nodig zijn voor sensorkalibratie. Het onderstaande eenassige kalibratie-experiment wordt daarom drie keer herhaald, één keer voor elke IMU-sensoras (x, y, z).
(9)2. Quadcoptervliegexperimenten
Voor onze laatste serie experimenten monteren we de IMU en pitot-systeem op een quadcopter (getoond in Figuur 7) en vliegen in de M-Air-netvliegfaciliteit van de Universiteit van Michigan. Het voertuig wordt gestabiliseerd via een poort van het Ardupilot open source-autopilootpakket naar de Beaglebone Blue (geen microprocessor gebruikt) en geconfigureerd voorafgaand aan de vlucht via de Mission Planner-grondstationsoftware. Een radio-controle-zender/ontvanger-interface stelt de piloot in staat om 'outer loop'-commando's te geven voor quadcopter-hoogte, zijwaartse beweging en koers naar de 'inner loop'-vliegcontrolewet van Ardupilot die de quadcopterrolhoek, pitchhoek, yawhoek (koers) en hoogte reguleert. [14]
Omdat een quadcopter geen luchtsnelheidsfeedback nodig heeft om te stabiliseren, vertrouwt Ardupilot alleen op IMU-gegevens plus een drukgevoelige sensor voor hoogte, die wordt gekalibreerd tijdens de programma-initialisatie ten opzichte van de startdruk op hoogte, om de vlucht te stabiliseren op basis van pilootinvoer. Een volledig autonoom verlengstuk van Ardupilot vereist inertiepositiegegevens van GPS of een ander sensorsysteem (bijv. hogesnelheidsbewegingsregistratie). Omdat onze experimenten werden uitgevoerd met quadcopters in beperkte omgevingen, is het pitot-luchtgegevenssysteem niet noodzakelijk. Pitot-systemen zijn echter essentieel voor vliegtuigen met vaste vleugels en multikopters die precieze vliegpadden proberen te volgen in onzekere, winderige omgevingen. [15, 16] De vliegtestprocedure is verdeeld in drie fasen: voor de vlucht, vliegtest en
Bron: Ella M. Atkins, Department of Aerospace Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI
Overzicht
Een automatisch piloot stelt vliegtuigen in…
Hoofdstukken in deze video
0:01
Concepts
2:31
Calibration of IMU
4:45
Real-time Flight Experiment
7:11
Results
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.