İçeriğe geç
Blog

Drone'larda manyetometre ve pusula kalibrasyonu

Yayın:

Manyetometre Dünya'nın manyetik alanını ölçer; drone'un uçuş kontrolcüsü de buradan yönü, yani aracın hangi tarafa baktığını kestirir. Yönü yalnızca IMU'dan elde etmek zor olduğu için manyetometre önemli bir rol oynar; ama aynı zamanda drone'un kendisi tarafından en kolay bozulan sensörlerden biridir.

Manyetometre yönü nasıl verir?

Dünya'nın manyetik alanının, kabaca manyetik kuzeyi gösteren yatay bir bileşeni vardır. Üç eksenli bir manyetometre alanın drone'a göre yönünü ölçer; uçuş kontrolcüsü bunu IMU'dan gelen eğim kestirimiyle birleştirerek aracın hangi yöne baktığını bulur.

Manyetik kuzey coğrafi kuzeyle aynı değildir. Aradaki farka manyetik sapma denir; konuma göre değişir ve uçuş yazılımı bunu düzeltir.

Pusula neden bozulur?

Manyetometre, Dünya'nın alanını yakındaki diğer manyetik kaynaklardan ayırt edemez:

  • Sert demir (hard-iron) etkisi: Motorlardaki ve hoparlörlerdeki gibi kalıcı mıknatıslar sabit bir kayma ekler.
  • Yumuşak demir (soft-iron) etkisi: Gövdedeki demir içerikli metal alanı büker ve ölçümleri çarpıtır.
  • Akımın oluşturduğu alan: Güç kablolarından ve motorlardan geçen yüksek akım, gaza bağlı olarak değişen alanlar oluşturur.
  • Ortam: Çelik yapılar, betonarme ve enerji hatları aracın çevresindeki alanı bozar.

Pusula kalibrasyonu ne yapar?

Kalibrasyon sırasında drone birçok yöne çevrilir; böylece manyetometre alanı her yönden görür. Yazılım bu ölçümlere bir model oturtur, sert demir kaymalarını ve yumuşak demir ölçeklemesini kestirir; bunlar sonraki her ölçümden çıkarılır.

Kalibrasyon, drone ile birlikte hareket eden bozulmaları düzeltir. Ortamdaki bozulmaları düzeltemez; metal yapıların ya da araçların yanında yapılan kalibrasyonun kötü sonuç vermesinin nedeni budur.

İyi uygulamalar

Birkaç alışkanlık yön bilgisini güvenilir tutar:

  • Manyetometreyi güç kablolarından ve motorlardan uzağa, çoğu zaman bir direğe ya da GNSS modülüne yerleştirin.
  • Kalibrasyonu açık havada; araçlardan, çelikten ve betonarmeden uzakta yapın.
  • Gövde düzenini değiştirdikten ya da bileşenleri taşıdıktan sonra yeniden kalibre edin.
  • Kısa bozulmaların ani yön sıçramalarına yol açmaması için uçuş kontrolcüsünün manyetometreyi jiroskop verisiyle birleştirmesine izin verin.
Drone navigasyonunda sensör füzyonu ve Kalman filtresi →

Sık sorulan sorular

Kalibrasyon, drone'un kendi mıknatıslarının, metalinin ve kablolarının yarattığı manyetik bozulmaları ölçüp çıkarır; böylece manyetometre yönü gövdeden değil Dünya'nın alanından bildirir.

Sert demir etkisi kalıcı manyetik kaynaklardan gelir ve sabit bir kayma ekler. Yumuşak demir etkisi, alanın şeklini bozan demir içerikli malzemelerden gelir. Kalibrasyon ikisini de kestirip düzeltir.

Yönü kısa sürelerde jiroskop entegrasyonu, görsel yöntemler ya da mümkünse GNSS'e göre hareket gibi başka kaynaklardan kestirebilir. Hiçbir yön referansı olmadan yalnızca jiroskoptan elde edilen yön zamanla kayar.