Gerçek Zamanlı Uçuş Kontrolü: Gömülü Sensör Kalibrasyonu ve Veri Toplama
Bu prosedür, IMU ve ADS sensör kalibrasyonunu ve uçuş bilgisayarlarıyla entegrasyonunu gösterecek ve bir açık hava uçuş tesisinde kullanılan entegre INS ve ADS veri toplama ve işlemenin kullanımını gösterecektir. Michigan Üniversitesi'nin M-Air ağlı uçuş test tesisinde çalışan bir quadrotor için uçtan uca uçuş kontrolü gösterildi.
1. Sensör Kalibrasyonu: Atalet Ölçüm Birimi (IMU)
Sensör kalibrasyonu, yüksek kaliteli test ekipmanlarının desteğiyle gerçekleştirildiğinde en etkilidir. 3 eksenli IMU için, hassas bir oran tablosu kullanarak her eksen için hız jiroskopunu ve ivmeölçeri ayrı ayrı kalibre edin (Şekil 6). Oran tablosu, kullanıcı tanımlı bir açısal hızda hassas bir şekilde döner. Kullanıcı, IMU'nun sensör kalibrasyonu için gereken verileri topladığı bir dizi hız komutu verir. Bu nedenle, aşağıda açıklanan tek eksenli kalibrasyon deneyi, her IMU sensör ekseni için bir kez olmak üzere üç kez tekrarlanır (x, y, z).
- IMU'yu, kalibre edilmekte olan sensör ekseni radyal olarak içe veya dışa doğru yönlendirilecek şekilde oran tablosuna monte edin.
- Tablonun merkezinden IMU merkezinin merkezine olan mesafeyi ölçün. Bu, dairesel hareket için referans yarıçapıdır.
- DAQ bilgisayarını, IMU'yu ve pili doğrudan oran tablosuna monte edin ve tüm bileşenleri doğrudan bağlayın.
- IMU hızı ve hızlanma verilerini toplamak için yazılım kurun.
- Oran tablosu hareketsizken, hız jiroskopu ve ivmeölçer önyargı değerlerini kaydedin.
- Farklı pozitif ve negatif sabit oran tablosu dönüş oranlarıyla bir dizi deney yapın. Sensör kalibrasyonlarının doğrusal olması beklenir. 0 (taban çizgisi), ±15, ±30 ve ±60 derece/saniye hızlarında veri alın. Tablo daha hızlı dönebilir, ancak seçilen değerler tipik İHA uçuş operasyonlarında beklenen sinyalleri karşılamak için yeterlidir.
- Yukarıda listelenen her açısal hız değeri için kalibre edilen hız jiroskopu ve ivmeölçerden veri toplayın. Sabit bir oranın korunmasını sağlamak için her rotasyon hızı veri toplanmadan önce belirlenmelidir. Veri toplama hızının en az 30 - 100 Hz olduğunu varsayarak 10 - 15 saniye boyunca veri toplayın ve bozulmaların nihai kalibrasyon değerlerinden filtrelenebilmesini sağlayın.
- IMU'nun bağlantısını kesip oran tablosundan çıkarın ve kalibre edilmekte olan ivmeölçer aşağıyı gösterecek şekilde yönlendirin.
- Bilgisayar sistemi üzerinden +1g veri toplayın.
- IMU'yu, kalibre edilmekte olan ivmeölçer yukarı bakacak ve bilgisayar sistemi aracılığıyla -1g verilerini toplayacak şekilde çevirin. Bu ekstra veri noktalarının elde edilmesi kolaydır ve ±1g'deki oran tablosu verilerinden elde edilen her bir doğrusal kalibrasyon eğrisini doğrulamak için kullanılabilir. 1g değeri, doğru bir şekilde kalibre etmek için özellikle önemlidir, çünkü doğrusal ivmeölçer verileri, quadcopter gövdesine göre "aşağı" yönü belirlemek için kullanılır.
- Verileri işleyin. Elde edilen voltajları MKS birim dönme hızları (jiroskop) ve doğrusal ivmeler (ivmeölçer) ile ilişkilendiren jiroskop ve ivmeölçer veri noktaları için doğrusal eğri uyumları geliştirin. Kalibrasyon hatasının yeterince düşük olduğunu onaylayın. Oran tablosunun, jiroskop kalibrasyonu için açısal hızın doğrudan kontrolünü sağladığını unutmayın. Dairesel hareketin merkezcil kuvveti tarafından indüklenen karşılık gelen ivme, a,, belirtilen açısal hızdan ω ve IMU'nun yarıçapı r oran tablosundan hesaplanabilir. center:
(9)
2. Quadrotor Uçuş Deneyleri
Son deney serimiz için, IMU ve pitot sistemini bir quadrotor üzerine monte ediyoruz (Şekil 7'de gösterilmiştir) ve Michigan Üniversitesi'nin M-Air ağlı uçuş tesisinde uçuyoruz. Araç, Ardupilot açık kaynaklı otopilot paketinin bir portu aracılığıyla Beaglebone Blue'ya (mikroişlemci kullanılmaz) stabilize edilir ve uçuştan önce Mission Planner yer istasyonu yazılımı aracılığıyla yapılandırılır. Bir radyo kontrol verici/alıcı arayüzü, pilotun quadrotor irtifası, yan yana hareket ve Ardupilot'un quadrotor dönüş açısını, eğim açısını, sapma açısını (yön) ve irtifayı düzenleyen "iç döngü" uçuş kontrol yasasına doğru ilerlemek için "dış döngü" komutları vermesini sağlar. [14]
Bir quadrotor stabilize etmek için hava hızı geri bildirimi gerektirmediğinden, Ardupilot, pilot girdileri verilen uçuşu stabilize etmek için yalnızca IMU verilerine ve kalkış irtifa basıncına göre program başlatma sırasında kalibre edilen irtifa için bir basınç sensörüne güvenir. Ardupilot'un tamamen otonom bir uzantısı, GPS veya diğer algılama sistemlerinden (örneğin, yüksek hızlı hareket yakalama) atalet konumu verileri gerektirir. Deneylerimiz kısıtlı ortamlarda quadrotorlarla gerçekleştirildiğinden, pitot hava veri sistemi gerekli değildir. Bununla birlikte, pitot sistemleri, belirsiz rüzgarlı ortamları takip ederek kesin uçuş yolları deneyen sabit kanatlı uçaklar ve multikopterler için gereklidir. [15, 16] Uçuş testi prosedürü üç aşamaya ayrılmıştır: uçuş öncesi, uçuş testi ve uçuş sonrası. Bu alt bölüm, iyi kurulmuş kokpit kontrol listelerinin kullanılması yoluyla insanlı uçak pilotları tarafından izlenen prosedürlere benzer. [17]
Uçuş öncesi
- Pilleri şarj edin ve kurulumdan önce test edin.
- Net bir test ortamı oluşturun (iç veya dış mekan) ve ilgisiz kişilerin temiz kalmasını sağlamak için alanı işaretleyin.
- Uçuş testi ekibinin planlanan testi gerçekleştirmek için bilgilendirildiğinden ve kalifiye (eğitimli) olduğundan emin olun.
- Açık havada uçuyorsanız, uçağın ve pilotun FAA yönetmeliklerine göre kayıtlı ve sertifikalı olduğundan emin olun. Açık hava testi için en az üç kişi gereklidir: Sorumlu pilot (PIC), görsel gözlemci (VO) ve yer istasyonu operatörü. Testlerimiz için, quadrotor açık havada ağlı bir tesiste uçacak. İki ip operatörü, aracın iç mekan testi için uçup gitmemesini sağlayacaktır. İHA açık bir açık alanı işgal etmediğinden, net uçuş testi için özel bir FAA düzenlemesinin geçerli olmadığını unutmayın.
- Uçuş bilgisayarını ve yer istasyonu dizüstü bilgisayarını açın.
- Sensörlerin düzgün çalıştığından emin olmak için ön verileri toplayın. Pilot ve destek ekibi, uçuş planının net bir şekilde anlaşıldığından ve iptal/kurtarma prosedürlerinin yürürlükte olduğundan emin olmalıdır.
Uçuş Testi
- Yer istasyonunda veri toplamaya başlayın.
- Uçuş alanının temiz/güvenli olduğunu onaylayın.
- Kol iticileri/motorları.
- Uçuş testi dizisini başlatın.
- Pilotun en az aşağıdakiler dahil olmak üzere her adımı söylediği uçuş testini gerçekleştirin:
kalkış (fırlatma), uçuş modu değişiklikleri, bilinen ara nokta hedefleri veya manevraları ve iniş. Tüm personelin görevde olduğundan emin olun ve gerektiğinde acil durum prosedürlerini (uçuş sonlandırma) uygulayın. Ara noktalar ve yörüngeler her uçuşa özeldir. Quadrotor deneyi için, sabit bir irtifa ve istikamette orta derecede agresif çapraz ve dikdörtgen kalıpları takip ediyoruz, ardından bir tırmanış / iniş ve ardından bir yalpalama dizisi izliyoruz. Bu uçuştaki açısal hızlar ve doğrusal ivmeler verilerde kolayca tanımlanır ve IMU ve uçuş kontrolörünün doğru çalıştığını doğrular.
Uçuş sonrası
- Yanlışlıkla açılmayacaklarından emin olmak için motorları devre dışı bırakın.
- Uçuş verilerini kaydedin ve arşiv deposuna indirin.
- Pilot, VO ve yer istasyonu operatörü geri bildirimine göre uçuşu kelimelerle kaydedin.
- Pilleri kontrol edin ve gerektiği gibi şarj edin.
- Ekipmanı kurtarın ve bir sonraki yolcu için alanı temizleyin.
Kaynak: Ella M. Atkins, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Michigan Üniversitesi, Ann Arbor, MI
Genel Bakış
Otopilot, uçağın yönünü, açısal hızını…
Bu prosedür, IMU ve ADS sensör kalibrasyonunu ve uçuş bilgisayarlarıyla entegrasyonunu gösterecek ve bir açık hava uçuş tesisinde kullanılan entegre INS ve ADS veri toplama ve işlemenin kullanımını gösterecektir. Michigan Üniversitesi'nin M-Air ağlı uçuş test tesisinde çalışan bir quadrotor için uçtan uca uçuş kontrolü gösterildi.
1. Sensör Kalibrasyonu: Atalet Ölçüm Birimi (IMU)
Sensör kalibrasyonu, yüksek kaliteli test ekipmanlarının desteğiyle gerçekleştirildiğinde en etkilidir. 3 eksenli IMU için, hassas bir oran tablosu kullanarak her eksen için hız jiroskopunu ve ivmeölçeri ayrı ayrı kalibre edin (Şekil 6). Oran tablosu, kullanıcı tanımlı bir açısal hızda hassas bir şekilde döner. Kullanıcı, IMU'nun sensör kalibrasyonu için gereken verileri topladığı bir dizi hız komutu verir. Bu nedenle, aşağıda açıklanan tek eksenli kalibrasyon deneyi, her IMU sensör ekseni için bir kez olmak üzere üç kez tekrarlanır (x, y, z).
- IMU'yu, kalibre edilmekte olan sensör ekseni radyal olarak içe veya dışa doğru yönlendirilecek şekilde oran tablosuna monte edin.
- Tablonun merkezinden IMU merkezinin merkezine olan mesafeyi ölçün. Bu, dairesel hareket için referans yarıçapıdır.
- DAQ bilgisayarını, IMU'yu ve pili doğrudan oran tablosuna monte edin ve tüm bileşenleri doğrudan bağlayın.
- IMU hızı ve hızlanma verilerini toplamak için yazılım kurun.
- Oran tablosu hareketsizken, hız jiroskopu ve ivmeölçer önyargı değerlerini kaydedin.
- Farklı pozitif ve negatif sabit oran tablosu dönüş oranlarıyla bir dizi deney yapın. Sensör kalibrasyonlarının doğrusal olması beklenir. 0 (taban çizgisi), ±15, ±30 ve ±60 derece/saniye hızlarında veri alın. Tablo daha hızlı dönebilir, ancak seçilen değerler tipik İHA uçuş operasyonlarında beklenen sinyalleri karşılamak için yeterlidir.
- Yukarıda listelenen her açısal hız değeri için kalibre edilen hız jiroskopu ve ivmeölçerden veri toplayın. Sabit bir oranın korunmasını sağlamak için her rotasyon hızı veri toplanmadan önce belirlenmelidir. Veri toplama hızının en az 30 - 100 Hz olduğunu varsayarak 10 - 15 saniye boyunca veri toplayın ve bozulmaların nihai kalibrasyon değerlerinden filtrelenebilmesini sağlayın.
- IMU'nun bağlantısını kesip oran tablosundan çıkarın ve kalibre edilmekte olan ivmeölçer aşağıyı gösterecek şekilde yönlendirin.
- Bilgisayar sistemi üzerinden +1g veri toplayın.
- IMU'yu, kalibre edilmekte olan ivmeölçer yukarı bakacak ve bilgisayar sistemi aracılığıyla -1g verilerini toplayacak şekilde çevirin. Bu ekstra veri noktalarının elde edilmesi kolaydır ve ±1g'deki oran tablosu verilerinden elde edilen her bir doğrusal kalibrasyon eğrisini doğrulamak için kullanılabilir. 1g değeri, doğru bir şekilde kalibre etmek için özellikle önemlidir, çünkü doğrusal ivmeölçer verileri, quadcopter gövdesine göre "aşağı" yönü belirlemek için kullanılır.
- Verileri işleyin. Elde edilen voltajları MKS birim dönme hızları (jiroskop) ve doğrusal ivmeler (ivmeölçer) ile ilişkilendiren jiroskop ve ivmeölçer veri noktaları için doğrusal eğri uyumları geliştirin. Kalibrasyon hatasının yeterince düşük olduğunu onaylayın. Oran tablosunun, jiroskop kalibrasyonu için açısal hızın doğrudan kontrolünü sağladığını unutmayın. Dairesel hareketin merkezcil kuvveti tarafından indüklenen karşılık gelen ivme, a,, belirtilen açısal hızdan ω ve IMU'nun yarıçapı r oran tablosundan hesaplanabilir. center:
(9)
2. Quadrotor Uçuş Deneyleri
Son deney serimiz için, IMU ve pitot sistemini bir quadrotor üzerine monte ediyoruz (Şekil 7'de gösterilmiştir) ve Michigan Üniversitesi'nin M-Air ağlı uçuş tesisinde uçuyoruz. Araç, Ardupilot açık kaynaklı otopilot paketinin bir portu aracılığıyla Beaglebone Blue'ya (mikroişlemci kullanılmaz) stabilize edilir ve uçuştan önce Mission Planner yer istasyonu yazılımı aracılığıyla yapılandırılır. Bir radyo kontrol verici/alıcı arayüzü, pilotun quadrotor irtifası, yan yana hareket ve Ardupilot'un quadrotor dönüş açısını, eğim açısını, sapma açısını (yön) ve irtifayı düzenleyen "iç döngü" uçuş kontrol yasasına doğru ilerlemek için "dış döngü" komutları vermesini sağlar. [14]
Bir quadrotor stabilize etmek için hava hızı geri bildirimi gerektirmediğinden, Ardupilot, pilot girdileri verilen uçuşu stabilize etmek için yalnızca IMU verilerine ve kalkış irtifa basıncına göre program başlatma sırasında kalibre edilen irtifa için bir basınç sensörüne güvenir. Ardupilot'un tamamen otonom bir uzantısı, GPS veya diğer algılama sistemlerinden (örneğin, yüksek hızlı hareket yakalama) atalet konumu verileri gerektirir. Deneylerimiz kısıtlı ortamlarda quadrotorlarla gerçekleştirildiğinden, pitot hava veri sistemi gerekli değildir. Bununla birlikte, pitot sistemleri, belirsiz rüzgarlı ortamları takip ederek kesin uçuş yolları deneyen sabit kanatlı uçaklar ve multikopterler için gereklidir. [15, 16] Uçuş testi prosedürü üç aşamaya ayrılmıştır: uçuş öncesi, uçuş testi ve uçuş sonrası. Bu alt bölüm, iyi kurulmuş kokpit kontrol listelerinin kullanılması yoluyla insanlı uçak pilotları tarafından izlenen prosedürlere benzer. [17]
Uçuş öncesi
- Pilleri şarj edin ve kurulumdan önce test edin.
- Net bir test ortamı oluşturun (iç veya dış mekan) ve ilgisiz kişilerin temiz kalmasını sağlamak için alanı işaretleyin.
- Uçuş testi ekibinin planlanan testi gerçekleştirmek için bilgilendirildiğinden ve kalifiye (eğitimli) olduğundan emin olun.
- Açık havada uçuyorsanız, uçağın ve pilotun FAA yönetmeliklerine göre kayıtlı ve sertifikalı olduğundan emin olun. Açık hava testi için en az üç kişi gereklidir: Sorumlu pilot (PIC), görsel gözlemci (VO) ve yer istasyonu operatörü. Testlerimiz için, quadrotor açık havada ağlı bir tesiste uçacak. İki ip operatörü, aracın iç mekan testi için uçup gitmemesini sağlayacaktır. İHA açık bir açık alanı işgal etmediğinden, net uçuş testi için özel bir FAA düzenlemesinin geçerli olmadığını unutmayın.
- Uçuş bilgisayarını ve yer istasyonu dizüstü bilgisayarını açın.
- Sensörlerin düzgün çalıştığından emin olmak için ön verileri toplayın. Pilot ve destek ekibi, uçuş planının net bir şekilde anlaşıldığından ve iptal/kurtarma prosedürlerinin yürürlükte olduğundan emin olmalıdır.
Uçuş Testi
- Yer istasyonunda veri toplamaya başlayın.
- Uçuş alanının temiz/güvenli olduğunu onaylayın.
- Kol iticileri/motorları.
- Uçuş testi dizisini başlatın.
- Pilotun en az aşağıdakiler dahil olmak üzere her adımı söylediği uçuş testini gerçekleştirin:
kalkış (fırlatma), uçuş modu değişiklikleri, bilinen ara nokta hedefleri veya manevraları ve iniş. Tüm personelin görevde olduğundan emin olun ve gerektiğinde acil durum prosedürlerini (uçuş sonlandırma) uygulayın. Ara noktalar ve yörüngeler her uçuşa özeldir. Quadrotor deneyi için, sabit bir irtifa ve istikamette orta derecede agresif çapraz ve dikdörtgen kalıpları takip ediyoruz, ardından bir tırmanış / iniş ve ardından bir yalpalama dizisi izliyoruz. Bu uçuştaki açısal hızlar ve doğrusal ivmeler verilerde kolayca tanımlanır ve IMU ve uçuş kontrolörünün doğru çalıştığını doğrular.
Uçuş sonrası
- Yanlışlıkla açılmayacaklarından emin olmak için motorları devre dışı bırakın.
- Uçuş verilerini kaydedin ve arşiv deposuna indirin.
- Pilot, VO ve yer istasyonu operatörü geri bildirimine göre uçuşu kelimelerle kaydedin.
- Pilleri kontrol edin ve gerektiği gibi şarj edin.
- Ekipmanı kurtarın ve bir sonraki yolcu için alanı temizleyin.
Sabit kanatlı bir uçak, dört kuvveti dengeleyerek sabit uçuş sağlar: aerodinamik kaldırma, aerodinamik sürtünme, tahrik sistemi itme gücü ve ağırlık. İstikrarlı bir uçuş elde etmek için, yuvarlanma, eğim ve sapma ekseni olmak üzere üç eksenin tümü etrafındaki momentleri de dengelemelidir. Tüm dönüşler, bu eksen etrafındaki açılar olarak tanımlanır ve yuvarlanma eksenindeki değişiklikler yan yana harekete neden olur, eğim eksenindeki değişiklikler ileri ve geri eğilme hareketine neden olur ve sapma eksenindeki değişiklikler yön değişikliklerine neden olur.
Uçağı rüzgar esintileri gibi ani değişikliklere karşı stabilize etmek için, bir uçuş kontrol sistemi, gerçek zamanlı olarak güncellenmesi gereken motor ve kontrol yüzeyi komutları verir. Bu nedenle, kontrol sistemi, mevcut yüksekliğin, yani yuvarlanma, eğim ve sapma açılarının yanı sıra hava hızının doğru bir ölçümünü sağlamak için çeşitli sensörler kullanır. Sensörlerden veri alındıktan sonra, gürültünün ve aykırı değerlerin işlenen veri kalitesi üzerindeki etkisini azaltmak için sinyaller filtrelenir. Veriler daha sonra uçak durumunun tam bir tahmininde toplanır ve uçuş kontrolü için kullanılır.
Hem sabit kanatlı uçaklar hem de multikopterler, uçak irtifasını izlemek ve kontrol etmek için bu kontrol sistemine güvenir. Her ikisi de atalet ölçüm birimi veya IMU olarak bilinen sensör taramasını kullanır.
Bir IMU tipik olarak üç sensör tipinden oluşur: doğrusal ivmeyi ölçmek için ivmeölçerler, açısal hızı ölçmek için hız jiroskopları ve yerel manyetik alanın yönünü ve gücünü ölçmek için manyetik alan sensörleri. Bir IMU genellikle bir GPS sistemi ile birleştirilir ve sensör ekseni uçak gövdesinin ekseni ile hizalanmış olarak uçağın ağırlık merkezinin yakınına monte edilir.
Bu laboratuvarda, hassas bir oran tablosu kullanarak basit bir IMU'nun kalibrasyonunu göstereceğiz. Daha sonra kalibre edilmiş IMU'yu bir multikoptere monte edeceğiz ve gerçek zamanlı görüntülemek ve verileri filtrelemek için bir uçuş testi gerçekleştireceğiz.
Deneyin ilk bölümünde, her eksen için bir hız jiroskopu ve ivmeölçer içeren IMU'yu hassas bir oran tablosu kullanarak kalibre edeceğiz. Oran tablosu, bir dizi oran komutunu takiben kullanıcı tanımlı bir hızda hassas bir şekilde döner. Bu, voltaj okuması ile hız arasındaki ilişkiyi belirlememizi sağlar.
Başlamak için, IMU'yu vidalarla oran tablosuna monte edin ve kalibre edilen sensör ekseni, bu durumda X ekseni, doğrudan radyal olarak içe veya dışa doğru olacak şekilde yönlendirin. Masa merkezinden IMU merkezine olan mesafeyi ölçün ve bu ölçümü dairesel hareket için referans yarıçapı olarak kullanın. IMU, bir veri toplama kartına monte edilmiştir. Bileşenleri doğrudan bağlayın.
Şimdi, IMU oranını ve hızlanma verilerini toplamak için yazılımı ayarlayın. Temel ölçüm olarak sıfır kullanılan farklı pozitif ve negatif sabit oran tablosu dönüş oranlarıyla bir dizi deney yapın. Oran tablosu hareketsizken, oran jiroskopunu ve ivmeölçeri S değerlerine göre kaydedin. Ardından, testi başlatın ve verileri toplayın.
Bu yönelim için tüm açısal hızlar test edildikten sonra, IMU'yu ayırın ve ivmeölçer yukarı doğru yönlendirilecek şekilde yeniden konumlandırın. Yeniden takın, ardından -1 G veri toplamak için testi başlatın. Bundan sonra, IMU'yu ivmeölçer aşağı doğru yönlendirilecek şekilde çevirin ve +1 G verisi toplayın.
X ekseninin kalibrasyonunu tamamladığınızda, IMU'yu z ekseni sensörü oryantal olarak radyal olarak dışa bakacak şekilde yeniden konumlandırın ve ivmeölçeri kalibre etmek için IMU'yu yukarı ve aşağı konumlandırmayı unutmayın tüm testleri tekrarlayın. Y ekseni sensörü için de aynı prosedürü uygulayın.
Deneyin bir sonraki bölümünde, IMU'yu quadrotor üzerine monte edeceğiz ve onu ağlı bir uçuş tesisinin içinde uçuracağız. Radyal kontrol verici alıcı arayüzü, pilotun irtifa, yön, yuvarlanma açısı, eğim açısı ve yalpalama açısı için komutlar vermesini sağlar.
Başlamadan önce, tüm pilleri şarj edin ve quadrotor'a kurulumdan önce bileşenleri test edin. Ardından, en az üç kişinin, sorumlu pilotun, görsel gözlemcinin ve yer istasyonu operatörünün uçuş planları hakkında bilgilendirildiğinden emin olarak uçuşu hazırlayın. Quadrotor'u ağlı uçuş tesisine getirin ve düz bir iniş tahtasına yerleştirin.
Uçuş testi, 1,5 m yüksekliğe tırmanan orijinden kalkışla başlar. Ardından, 0.5 m/s referans hızıyla iki metre karelik bir uçuş modeli uygulayacağız. Quadrotor, her konum değişikliğinden önce duraklar. Ardından, hızın aşma etkilerini nasıl etkilediğini göstermek için 0,5, 1 ve 1,5 m/s'de daha yüksek hızlı traverslerin segmentlerini uygulayacağız.
Uçuş testine başlamak için, yer istasyonunda veri toplamaya başlayın. Uçuş alanının boş olduğunu onayladıktan sonra motorları devreye alın. Şimdi, pilotun kalkıştan başlayarak her adımı gerçekleştirmeden önce çağırdığı uçuş testi dizisini başlatın. Tüm uçuş modu değişikliklerini, bilinen ara nokta hedeflerini veya manevraları duyurduğunuzdan emin olun.
Uçuş planı uygulandıktan sonra, uçuş ekibinin geri kalanını quadcopter'ın son inişi ve inişi konusunda uyarın. Ardından, quadcopter üzerindeki motorları devre dışı bırakın. Tüm uçuş verilerini kaydedin ve indirin ve uçuşu uçuş kayıt defterine kaydedin. Son olarak, tüm ekipmanı kurtarın ve bir sonraki kullanıcı için alanı temizleyin.
Şimdi sonuçları yorumlayalım. IMU için kalibrasyon verilerinden başlayarak, önce oran tablosunun jiroskop voltajına karşı dönme hızının bir grafiğini gösteriyoruz. Oran tablosunun, jiroskop kalibrasyonu için açısal hızın doğrudan kontrolünü sağladığını unutmayın. Verilere doğrusal bir uyum, jiroskop voltajından hızın hesaplanmasını sağlar. Bu durumda, hız jiroskopu 2,38 voltluk nominal sıfır hız okuması yayar.
Son olarak, uçuş verilerine bakalım. Burada, kalibre edilmiş IMU'muzu kullanarak quadrotor için 30 saniyelik bir yanal hızlanma veri seti gösteriyoruz. Bu grafik, IMU'dan zamana karşı ham ve filtrelenmiş ivme ölçümlerini gösterir. Ölçümdeki gürültüyü gidermek için veriler filtrelendi. Ham gürültü verilerinin zayıfladığını görebilirsiniz. Ancak, filtrelenmiş verilerde bir zaman gecikmesi vardır.
Özetle, uçak kontrol sistemlerinin uçuş sırasında mevcut irtifa ve hava hızını ölçmek için çeşitli sensörler kullandığını öğrendik. Daha sonra bir hız jiroskopu ve ivmeölçeri kalibre ettik ve uçuş deneyleri yapmadan önce bunları bir quadrotor üzerine monte ettik.
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Chapters in this video
0:01
Concepts
2:31
Calibration of IMU
4:45
Real-time Flight Experiment
7:11
Results
Videos from this collection: