如何正確判斷並解決無人機指向故障?
發布時間:2016-11-30 責任編輯:sherry
【導讀】zhongsuozhouzhi,cichanghejulideduocifangchengfanbi,erwurenjineibudianziluopanheqiyudianziyuanqijianjulijiaojin,yincineibuxitongpaibudebuhelihuidaozhidianziluopanshoudaocichangganrao,erzheyiqingkuangyouwangwangbeishejizhehulve。nayoushenmehaodebanfajiejuema?
dianziluopanzuoweiwurenjichanpindezhongyaozuchengbujian,chengzaizheweiwurenjiyindaojueduifangweidegongneng。duiyuputongshejizheeryan,jingchanghuiyudaodianziluopanxiaozhengkunnan,xiaozhengxuqiuguoyupinfan,dongtai、高速運行時突發偏離,以及無論怎麼校正電子羅盤都無法正常運行的情況。
此故障的發生,主要原因是電子羅盤受到了磁場幹擾,而針對於這一問題,全球領先的磁傳感器公司愛盛科技給出了簡單而高效的解決方案。
目前,愛盛科技旗下3&TImes;3mm LGA封裝的地磁傳感器IST8310,在無人機市場的市占率超過80%,市shi場chang上shang能neng夠gou看kan到dao的de大da廠chang的de無wu人ren機ji產chan品pin,都dou采cai用yong了le愛ai盛sheng科ke技ji的de地di磁ci傳chuan感gan器qi,是shi現xian今jin主zhu流liu無wu人ren機ji使shi用yong地di磁ci傳chuan感gan器qi的de標biao杆gan產chan品pin,因yin此ci下xia文wen提ti及ji的de無wu人ren機ji測ce試shi樣yang本ben,也ye均jun為wei這zhe一yi型xing號hao。
眾zhong所suo周zhou知zhi,磁ci場chang和he距ju離li的de多duo次ci方fang成cheng反fan比bi,而er無wu人ren機ji內nei部bu電dian子zi羅luo盤pan和he其qi餘yu電dian子zi元yuan器qi件jian距ju離li較jiao近jin,因yin此ci內nei部bu係xi統tong排pai布bu的de不bu合he理li會hui導dao致zhi電dian子zi羅luo盤pan受shou到dao磁ci場chang幹gan擾rao,而er這zhe一yi情qing況kuang又you往wang往wang被bei設she計ji者zhe忽hu略lve。為wei了le避bi免mian在zai實shi際ji飛fei行xing時shi因yin電dian子zi羅luo盤pan故gu障zhang而er出chu現xian墜zhui機ji情qing況kuang,在zai無wu人ren機ji完wan成cheng硬ying件jian打da樣yang或huo試shi作zuo後hou,無wu需xu進jin行xing實shi際ji飛fei行xing,通tong過guo測ce試shi即ji可ke完wan成cheng對dui電dian子zi羅luo盤pan的de準zhun確que分fen析xi。
在前期測試中,先用木材、塑料、泡棉、鋁(lv)材(cai)沒(mei)有(you)磁(ci)場(chang)的(de)材(cai)料(liao)將(jiang)無(wu)人(ren)機(ji)固(gu)定(ding),值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi),無(wu)人(ren)機(ji)最(zui)好(hao)安(an)裝(zhuang)外(wai)殼(ke)和(he)旋(xuan)翼(yi),這(zhe)能(neng)夠(gou)最(zui)大(da)程(cheng)度(du)去(qu)模(mo)擬(ni)真(zhen)實(shi)飛(fei)行(xing)時(shi)的(de)情(qing)況(kuang)。考(kao)慮(lv)到(dao)無(wu)人(ren)機(ji)馬(ma)達(da)和(he)電(dian)路(lu)可(ke)能(neng)為(wei)磁(ci)場(chang)幹(gan)擾(rao)源(yuan),因(yin)此(ci)我(wo)們(men)需(xu)要(yao)從(cong)I2C接口導出“X軸磁場大小、Y軸磁場大小、Z軸磁場大小、油門大小”這幾項數據加以儲存並相互對比,作為後續分析的重要依據。

圖1:無人機內部係統設計合理 油門開啟時磁場感應規律且穩定
測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong),隻(zhi)需(xu)將(jiang)油(you)門(men)從(cong)關(guan)閉(bi)調(tiao)整(zheng)到(dao)開(kai)啟(qi)狀(zhuang)態(tai)並(bing)逐(zhu)級(ji)推(tui)進(jin),進(jin)行(xing)幾(ji)輪(lun)反(fan)複(fu)測(ce)試(shi),最(zui)終(zhong)將(jiang)幾(ji)輪(lun)測(ce)試(shi)的(de)數(shu)據(ju)彙(hui)總(zong)到(dao)同(tong)一(yi)時(shi)間(jian)軸(zhou)上(shang)進(jin)行(xing)展(zhan)現(xian)。由(you)於(yu)無(wu)人(ren)機(ji)已(yi)經(jing)被(bei)固(gu)定(ding)住(zhu),並(bing)沒(mei)有(you)出(chu)現(xian)方(fang)位(wei)的(de)移(yi)動(dong),因(yin)此(ci)理(li)論(lun)上(shang)無(wu)論(lun)油(you)門(men)如(ru)何(he)調(tiao)整(zheng),X、Y、Zgezhoucichangdeshuziyingbianhuabuda,chengxianchuquyupingwendetaishi。danshijishang,youyudianziluopanzujianbenshenjixitongdouhuiyouzaosheng,yincishujuxiantiaohuiyouyidingchengdudeshangxiadoudong,danqushiyingshibubiande,doudongdefuduyuexiao,yiweizheyidongluxianyuewending。
同(tong)理(li),在(zai)油(you)門(men)開(kai)啟(qi)或(huo)關(guan)閉(bi)時(shi),實(shi)際(ji)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)突(tu)波(bo)影(ying)響(xiang)電(dian)路(lu),磁(ci)場(chang)同(tong)樣(yang)會(hui)產(chan)生(sheng)波(bo)動(dong),數(shu)據(ju)線(xian)條(tiao)抖(dou)動(dong)越(yue)小(xiao),也(ye)代(dai)表(biao)電(dian)子(zi)羅(luo)盤(pan)放(fang)置(zhi)的(de)位(wei)置(zhi)比(bi)較(jiao)好(hao),係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)設(she)計(ji)比(bi)較(jiao)合(he)理(li)。如(ru)圖(tu)1所示,一個內部係統設計正確的無人機,在測試中經曆了四次油門變化,從零加速到100%,但是指向角度、X軸、Y軸、Zzhoucichangdoumeiyouqiangliebodong,zhiyouzaiyoumenkaiqihuoguanbishi,shujuhuiyouxiexudebodong。shuomingzaiyunzuoshidianziluopanbuhuishoudaoxitongneidecichangganraoyingxiang,wurenjijiangyoujiaohaodecaokongxingneng。

圖2:無人機內部係統設計存在問題 油門開啟時磁場出現大幅波動
與圖1相反的,如果無人機內部係統設計存在問題,采用同樣的測試過程後,得出數據圖像會出現明顯的偏離和波動。如圖2所示,圖2中zhong下xia方fang圖tu片pian的de藍lan線xian代dai表biao著zhe油you門men力li度du,橘ju線xian代dai表biao著zhe無wu人ren機ji的de指zhi向xiang角jiao度du,由you於yu無wu人ren機ji已yi經jing被bei固gu定ding,因yin此ci原yuan則ze上shang來lai說shuo指zhi向xiang角jiao度du不bu會hui因yin為wei油you門men的de增zeng大da減jian小xiao而er變bian化hua,但dan從cong圖tu2可以看出,測試中的無人機指向角度發生了明顯偏離,這說明電子羅盤的磁場感應出現了變化。
在圖2中上方圖片可以更清晰的看到,藍線(X軸)、橘線(Y軸)、黃線(Z軸)出現了不同程度的波動,並且Z軸的波動最大,Xzhoucizhi。youlezheyixiansuo,jiukeyijinyibuqufenxiyinqicichangbianhuadeyuantoudaodizainali,ceshizherurengyouyiwen,kefangwenaishengkejiguanwang,lejiegengjinyibuxinxi。
經過以上的檢測過程,如果設計者可以順利找到無人機內部的磁幹擾源,再重複進行一次上述測試,測試得出的數據圖像理應與圖1yizhi,shuomingwurenjineibuxitongdeciganraowentiyijingjiejue,wurenjidianziluopannenggouzaiyoumenbianhuashiwendingyunxing。tongguoaishengkejigeichudezheyijiejuefangan,wurenjiwuxushijifeixingjikezaiqianqijinxingwentishaizha,jijiangdileceshimenkan,yebimianleyinweidianziluopanwufazhengchangyunxingdaozhidewurenjishikong、墜機風險,為行業提供了全新思路。
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