실시간 비행 제어: 임베디드 센서 교정 및 데이터 수집
출처: 엘라 M. 앳킨스, 항공 우주 공학학과, 미시간 대학, 앤 아버, MI
개요
오토파일럿을 사용하면 항공기의 방향, 각도 속도 및 공기 속도를 측정하는 온보드 센서에서 수집된 데이터를 사용하여 항공기를 안정화할 수 있습니다. 이러한 수량은 자동 조종 장치에 의해 조정될 수 있으므로 항공기는 발사(이륙)부터 복구(착륙)를 통해 비행 계획을 자동으로 따릅니다. 대형 고정익 상용 수송기부터 4개의 추진기 유닛이 있는 쿼드콥터와 같은 소규모 다중 로터 헬리콥터에 이르기까지 모든 유형의 항공기를 제어하기 위해 유사한 센서 데이터가 수집됩니다.
글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)과 같은 센서에 의해 관성 위치와 속도를 포착하여 자동 조종 장치 실시간 비행 제어 시스템을 통해 멀티콥터 또는 고정 익 항공기가 지정된 궤적을 따라 태도와 공기 속도를 안정화할 수 있습니다. 센서 통합, 교정, 데이터 수집 및 신호 필터링은 비행 제어 실험을 위한 전제 조건입니다.
여기서는 비행 제어에 필요한 데이터를 제공하는 센서 제품군에 대해 설명합니다. 두 개의 서로 다른 임베디드 컴퓨터 플랫폼에서 신호 인터페이스 및 데이터 수집이 설명되고 센서 교정이 요약됩니다. 단일 채널 이동 평균 및 중앙값 필터는 고주파 신호 노이즈를 줄이고 이상값을 제거하기 위해 각 데이터 채널에 적용됩니다.
이 실험에서는 실시간 비행 제어를 위한 데이터 수집 및 센서 교정이 입증됩니다. 여러 게시된 논문에서는 센서 데이터 수집 및 제어의 원리를 설명했으며, 최근에는 소형 무인 항공기(UAV) [1-3]용 센서에 초점을 맞추고 있습니다.
이 절차는 IMU 및 ADS 센서 교정 및 비행 컴퓨터와의 통합을 설명하고 실외 비행 시설에서 통합 된 INS 및 ADS 데이터 수집 및 처리의 사용을 보여줍니다. 미시간 대학교 M-Air 그물 비행 테스트 시설에서 운영되는 사분면비행 제어가 입증되었습니다.
1. 센서 교정: 관성 측정 장치(IMU)
센서 교정은 고품질 테스트 장비의 지원을 받아 수행될 때 가장 효과적입니다. 3축 IMU의 경우 정밀속도표(도6)를사용하여 각 축에 대한 자이로 및 가속도계를 별도로 보정합니다. 속도 표는 사용자가 정의한 각도 속도로 정확하게 회전합니다. 사용자는 일련의 속도 명령을 발행하며, IMU는 센서 교정에 필요한 데이터를 수집합니다. 따라서 아래에 설명된 단일 축 교정 실험은 따라서 각 IMU 센서축(x, y, z)에대해 한 번 세 번 반복된다.
여기서 우리는 고정 날개 및 회전 날개 항공기 실시간 비행 제어를 가능하게하는 데 필요한 센서 시스템, 데이터 수집 및 신호 필터링 프로세스를 설명했습니다. 이 데이터 파이프라인은 모든 유인 및 무인 항공기 오토파일럿 시스템의 필수 요소입니다. 멀티콥터는 안정화를 위해 오토파일럿이 필요하며, 모든 유형의 항공기는 공중 데이터 수집 및 탑재하중 운송과 관련된 임무를 수행하는 점점 ?...
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