Как измерить угол наклона по отношению к земле

wanes101

Здравствуйте
Меня интересует следующий вопрос: с помощью каких датчиков можно определить угол наклона поверхности по отношению к земле?
Я думаю для этого нужно использовать датчик на основе гироскопа. Посоветуйте мануалы по данным датчикам я не смог найти то что мне было нужно.
Вообще этот датчик мне нужен для мультикоптора, и может кто это делал, знает какой использовать двигатель для массы мультикоптора 1-1,5 кг

Реклама

Slabovik

Не хотелось бы рекламировать сторонний ресурс, но тем не менее, сходите-ка на RC Design - там народ делал автопилот с датчиком горизонта на трёх (четырёх) ИК датчиках температуры. Смысл сего проистекает из того факта, что небо в ИК диапазоне всегда холодное относительно земли и ИК датчиками это прекрасно улавливается. Аппарат находится в горизонте, когда на датчиках одинаковая температура. Если, например, правый датчик покажет повышенную температуру, левый пониженную - значит у вас правый крен. Ну и т.д... Недостаток: в условиях городской застройки горизонт сильно искажается.
Двигатель для мультикоптера выбирается вкупе с винтом исходя из потребной тяги. Тяга двигателя =K*масса_коптера/кол-во двигателей. 'К' определяет необходимый запас для набора высоты и ускорения, и в общем случае находится от 1,2 до 1,5. Если масса снаряженного 1,5 кг, двигателей 4, то минималистично потребная тяга каждого соответственно 1,2*1,5/4=450 грамм. А мощность двигателя выбираете уже по таблицам...

Реклама

Satyr

wanes101 писал(а):Здравствуйте
Меня интересует следующий вопрос: с помощью каких датчиков можно определить угол наклона поверхности по отношению к земле?
Я думаю для этого нужно использовать датчик на основе гироскопа. Посоветуйте мануалы по данным датчикам я не смог найти то что мне было нужно.
Вообще этот датчик мне нужен для мультикоптора, и может кто это делал, знает какой использовать двигатель для массы мультикоптора 1-1,5 кг

Что огород городить ?
Для мультикоптеров полно и готовых модулей AHRS, и схем и проектов.

В примитивном случае, для полностью ручного упарвления - 3х осевой гироскопический датчик.
По хорошему - 3х акселлерометр, 3х гироскоп. Чтоб совсем приятно на улице - еще + 3х магнитометр, барометр, GPS.

Satyr

Slabovik писал(а):'К' определяет необходимый запас для набора высоты и ускорения, и в общем случае находится от 1,2 до 1,5.

Он от дуновения ветра упадет с таким K.
Скорее 3-4.
Макс. тока аккумулятора да, 1.2-1.5 хватит.

эффективность по кг/кВт РАДИКАЛЬНО зависит от винта. Подобрать винт к двигателю намного сложнее, чем выбрать сам двигатель.

Реклама

Gudd-Head

wanes101 писал(а):Я думаю для этого нужно использовать датчик на основе гироскопа.

Нужен акселерометр, а не гироскоп. Если для мультикоптора, то нужен трёхосный.

Реклама

Slabovik

Всё это классно, но акселерометр не даёт представления о нахождении в горизонте, поэтому и используется только для стабилизации при полёте "на руках". А товарищ вроде как об ориентации беспокоится...

Реклама

Gudd-Head

Slabovik писал(а):Всё это классно, но акселерометр не даёт представления о нахождении в горизонте

Более подробно изложите свою мысль.

Slabovik

Куда более подробно? Акселерометр покажет правильное направление вектора тяжести только в стабилизированном полёте, а о том, стабилизирован он, или нет, сам акселерометр об этом ничего не знает (можно бочку крутить, а акселерометр будет показывать "горизонт"). А, например, при свободном падении (сферическом в вакууме), он вообще никуда не покажет, как бы машина ни кувыркалась...

Gudd-Head

В свободном падении да, будет ноль. Но до свободного падения не надо доводить

А кувыркания как раз гироскоп покажет.

Slabovik

Ну, вот и получается, что гироскоп, и то "больше знает", если не об абсолютном положении, но о положении относительно начального

Другими словами: если есть гироскоп - акселерометр не нужен. Если ничего нет - акселерометр поможет. Но когда "ничего нет" - это ручное управление.

Satyr

Slabovik писал(а):Всё это классно, но акселерометр не даёт представления о нахождении в горизонте, поэтому и используется только для стабилизации при полёте "на руках". А товарищ вроде как об ориентации беспокоится...

На каких руках ? ))))
Акселерометр отлично дает представление о горизонте. Правда при условии, что объект движется без ускорения. Если с ускорением - то с гироскопическими датчиками для отслеживания поворота.
На улице магнитометр работает - с ним еще веселей.

Satyr

Slabovik писал(а):Ну, вот и получается, что гироскоп, и то "больше знает", если не об абсолютном положении, но о положении относительно начального Другими словами: если есть гироскоп - акселерометр не нужен.

Ага, ага.
А теперь небольшой ликбезик, чисто для начала http://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_measurement_unit

Slabovik

И? Ссылка только подтверждает то, что я сказал.... И вы, кстати, тоже...

Alexeyslav

Гироскоп показывает направление гравитации, это не тот гироскоп как используются в больших вертолетах(там где килограммовые болванки раскручиваются до 100000+об/мин ), в реальных MEMS-гироскопах он показывает направление ускорения свободного падения, поэтому он работает ЛИШЬ В ПАРЕ с акселерометром, т.к. не в состоянии отличить суммарное ускорение модели и гравитации от чистого ускорения от гравитации. Попросту говоря, понятие земли для такого гироскопа будет подвержено искажениям от движения самой модели. И только когда она не будет двигаться, гироскоп покажет истинное направление гравитации.

А если учесть ограниченную точность MEMS то становится довольно печально... и приходится исправлять положение дел программными средствами.
в ArDrone для постоянной калибровки гироскопа используют высокоскоростную камеру направленную вниз - работает по принципу оптической мыши. Иначе гироскоп со временем начинает врать и вести в сторону.

Slabovik

Дак ведь дело-то в том, что датчик ускорения, обсчитанный процессором, почему-то назвали гироскопом. Я же имею в виду именно гироскоп, а не это изделие (я бы его и назвал соответствующе). По нему можно примерно так ориентироваться, но у этих приборов точность никакая, на минуты модельного полёта конечно хватает, но говорить о долговременной стабильности не приходится без постоянных коррекций. (опять же, речь про модельные. У тех, что ставят в настоящие беспилотники, метрологическая часть на пару порядков точнее, но и ценник соответствующий).
А что до неправильного названия - вон, соседняя ветка - человек спрашивает "эквалайзер", а подразумевает графический индикатор спектра. Вот и догадывайся...