Датчики для квадрокоптера

1. Датчики для квадрокоптера

2.

ИИК – инерционный измерительный
комплекс
Инерционный измерительный комплекс (далее — ИИК) — совокупность
электронных систем и датчиков, которые считывают и передают
управляющему модулю информацию о текущей скорости, ориентации и
силах, воздействующих на летательный аппарат.
3-координатного акселерометра
3-координатным гироскопическим модулем
3-координатным магнитометром
акселерометр ADXL345
магнитометр HMC5883L
гироскоп ITG-3205

3.

Акселерометр
Датчики ускорения, дают определять ориентацию аппарата с привязкой к поверхности
земли. Однако, акселерометр является очень чувствительным и порой неточным датчиком,
и из-за вибраций от двигателей, может дать неверные показания. Это приведет к потере
ориентации. Для решения этой проблемы используются гироскопические датчики. В
результате обработки показаний датчика ускорения и гироскопов, мы можем учесть
помехи от вибрации при определении реального положения.

4.

5.

Гироскоп
Гироскопы имеют тенденцию накопления курсовой ошибки. Это приводит к тому, что во
время вращения, гироскопический датчик точно показывает угловую скорость, но после
остановки не обязательно обнуляет свои показания. Таким образом, при использовании
исключительно гироскопических датчиков, вы довольно быстро заметете, что их показания
медленно изменяются (дрейфуют) даже после остановки вращения. По этому, для точной
ориентации вашего квадрокоптера в пространстве, вам необходимо использовать два типа
датчиков.

6.

Магнитомтр AMR
AMR(анизотропная магнитно-резистивная) технология.
Акселерометр не может фиксировать рысканья по курсу так же, как изменения углов
крена и тангажа. Для этого в конструкцию квадрокоптеров иногда вводят магнитометр.
Магнитометр измеряет направление и величину магнитного поля. Он в состоянии
определить направление движения нашего аппарата и направление на Северный и Южный
полюсы. Угол отклонения от направления на магнитный полюс Земли с учетом угловых
скоростей поворотов по горизонту, полученных от гироскопического датчика, используется
для вычисления стабильного курсового угла.

7.

Существуют два типа искажений, действующих на компас. Первое называется искажением
твердого железа (Hard Iron Distortion). Оно по своей природе является аддитивным, то есть к
изначально измеряемому полю добавляется дополнительное, создаваемое постоянным магнитом
(например, динамиками звуковых колонок). При неизменной ориентации такого магнита
относительно датчика, смещение, вносимое им, будет также неизменно. Ко второму типу
относится искажение мягкого железа (Soft Iron Distortion). Оно создается посторонними
предметами, искажающими уже имеющееся магнитное поле. Например, предметы,
выполненные из пермаллоя, никеля и т.п., не создают своего магнитного поля, но изменяют форму
поля, измеряемого датчиком. Компенсация мягкого железа очень актуальна на кораблях, где
намагниченные полем Земли части судна при изменении его ориентации относительно
магнитного полюса перемагничиваются и вновь вносят искажения в процесс измерения. Таким
образом, компенсация мягкого железа представляет собой более сложную задачу.

8.

1) Барометр
2) GPS-датчик
3) Ультразвук
Удержание высоты

9.

Барометры
1)
2)
3)
4)
Магнитные
Емкостные
Пьезоэлектрические
Резестивыные

10.

Барометры

11.

12.

13.

14.

GPS-датчик
Работает система GPS следующим образом –
приемник сигнала измеряет задержку
распространения сигнала от спутника до
приемника. Работу навигационной системы
можно проиллюстрировать так: несколько
сфер, в середине которых находятся спутники,
пересекаются и в них находится пользователь.
Сигналы от трех спутников позволяют получить
данные о широте и долготе, четвертый спутник
дает информацию о высоте объекта над
поверхностью. Полученные значения можно
свести в систему уравнений, из которых можно
найти координату пользователя. Таким
образом, для получения точного
местоположения необходимо провести 4
измерения дальностей до спутника (если
исключить неправдоподобные результаты,
достаточно трех измерений).

15.

16.

17.

Ультразвуковые датчики