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机器自动化2019-08-02

轻型惯性传感器在飞行过程中监控实时定位和GPS

具有GPS内置功能的微型参考航向参考系统可在不影响飞行性能的情况下无线传输连续加速度,角速率,磁场和位置数据。


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惯性传感器可为独立操作的机器提供丰富的方向,位置和定时信息。在无人和远程应用中提取可靠惯性数据的需求继续需要更精确和自主的传感器。在Quad Cities Collaboration和Hackerspace Laboratory的一个项目中,MicroStrain的微型惯性传感器用于演示飞行过程中轻型风筝的实时无线监控。该解决方案捕获并传达了连续加速度,角速率,磁场和GPS位置,而不会影响飞行性能。此外,灵活的系统支持自定义图形界面的开发。发展较小,


轻巧坚固的惯性传感器
QC合作实验室与汉密尔顿技术学院合作,开始在爱荷华州的四城风筝节期间进行低空飞行测试。项目目标是仅使用无线惯性和GPS传感器生成风筝方向和位置的远程显示。提升限制限制了额外重量的加入。因此,传感器轮廓和重量是首要考虑因素。

该项目选择微应变3DM-GX3 ® -35惯性传感套件,具有嵌入式GPS功能。3DM-GX3-35是市场上最小,最轻的姿态航向参考系统(AHRS),具有GPS功能。每个设备都针对温度,灵敏度和传感器未对准进行单独校准。此外,MicroStrain的惯性解决方案采用坚固的铝制外壳,每单位重量不到50克。由于其小巧轻便的设计,该项目能够结合惯性传感能力,对风筝体的重量和重量分布影响最小。低能耗能力降低了外部电池的重量和尺寸。RS-232通信接口支持GPS天线和蓝牙连接,用于无线数据传输。


实时可视化

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结果成功监测了超过200米距离的三轴加速度,角速率,磁场和高度。使用QC Co-Lab用C ++和Linux开发的自定义界面实时显示风筝方向和旋转的可视化表示。此外,地面门户包含一个文本窗口,用于传输实时GPS,滚动,俯仰和偏航数据流。可定制的数据输出使项目能够调整和优化监控率,从而延长电池寿命和风筝部署。

轻量级微型AHRS传感器扩展了嵌入式惯性监测的应用和功能范围。定向数据的可靠,实时提取和通信为自动机器的操作员提供了更多可见性,控制和可操作的信息。将这些功能与空间和重量受限的应用程序(如无人驾驶车辆,人员跟踪,平台稳定和机器人技术)集成在一起,可以促进更智能,更精确的系统,而不会影响其原始设计或功能。


致谢
MicroStrain感谢汉密尔顿技术学院的Steve Hamer和Robin Laughead分享他们在此案例研究中的应用细节和经验。本文不代表汉密尔顿技术学院对任何特定产品或应用的认可。