Sabit kanatlı İHA'larda GPS'siz navigasyon: özel zorluklar
Yayın:
GPS'siz navigasyon araştırmalarının ve ürünlerinin çoğu, askıda kalabilen, yavaş uçan ve zemine yakın kalan çok rotorlularla başladı. Sabit kanatlı İHA'lar farklıdır: duramazlar, daha hızlı ve daha yüksekte uçarlar, uzun mesafeler katederler. Bu farkların her biri, hangi navigasyon yöntemlerinin işe yaradığını ve hatalarının nasıl davrandığını değiştirir.
Sabit kanadı farklı kılan nedir?
Sabit kanatlı bir hava aracı ileri hareket ederek kaldırma kuvveti üretir; bu yüzden hep hareket halindedir. Bu, navigasyonu birkaç açıdan etkiler:
- Hız: Aşağıdaki sahne daha hızlı değişir; görsel yöntemler görüntüleri hızlı işlemeli ve noktaları daha büyük hareketler arasında eşleştirmelidir.
- İrtifa: Yüksekte uçmak zemin ayrıntılarını küçültür ve derinliği kestirmeyi zorlaştırır; buna karşılık daha geniş bir görüş alanı sağlar.
- Menzil: Uzun ve tek yönlü uçuşlar aynı yere nadiren geri döner; önceki konumları tanımaya dayanan yöntemlerin kaymayı düzeltme fırsatı azalır.
- Manevra: Yatışlı dönüşler kamerayı zeminden uzağa eğer ve görüntüyü hızla değiştirir.
Sabit kanatta yardımcı olan sensörler
Sabit kanatlı araçlar, çok rotorluların daha az kullandığı bazı sensörlerden yararlanabilir:
- Hava hızı sensörleri (pitot tüpü), havaya göre hızı ölçer; bir rüzgâr kestirimiyle birleştiğinde yer hızını sınırlamaya yardım eder.
- Barometrik altimetreler dikey hatayı sınırlar; bu uzun uçuşlarda özellikle önemlidir.
- Aşağı ya da ileri bakan kameralar görsel odometriyi ve görsel-ataletsel odometriyi (VIO) destekler.
- İyi bir IMU, diğer tüm kaynakların düzelttiği yüksek frekanslı omurgayı sağlar.
Uzun mesafede kaymayı yönetmek
Uzun bir uçuşta ataletsel navigasyon ve görsel odometri gibi göreli yöntemler mesafeyle birlikte hata biriktirir. Pratik amaç, bu kaymayı mümkün olduğunca uzun süre küçük tutmak ve mevcut referanslarla sınırlamaktır. Rüzgâr özel bir zorluktur: aracı yere göre, yalnızca hava hızının göstermediği biçimde hareket ettirir; bu yüzden görsel hareket kestirimleri ikisini ayırmak için değerlidir.
Sabit kanatlı filolarda maliyetin ve ağırlığın önemli olmasının nedeni de budur: navigasyon çözümü, uçuşun tamamında doğru kalırken aracın faydalı yük ve güç bütçesine sığmalıdır.
GPS'siz navigasyon: yöntemlerin karşılaştırması →IRA-2'nin yeri
IRA-2, iris'in sabit kanatlı İHA'lar için GPS'siz navigasyon kitidir. Kamera ve IMU verisini araç üzerinde birleştiren görsel-ataletsel odometri (VIO) kullanır ve GPS olmadan doğru navigasyonu geleneksel çözümlerin maliyetinin çok altında sunmak için tasarlanmıştır. Şu anda geliştirme aşamasındadır.
IRA-2: Sabit kanatlı İHA'lar için GPS'siz navigasyon kiti →