Γυροσκόπια οπτικών ινών που επιτρέπουν στα UAV να επιτυγχάνουν ακριβή αυτόνομη πτήση

Γυροσκόπηση με οπτική ίνα

Τι Είναι Τα Γυροσκόπια Οπτικών ινών;

Τα γυροσκόπια οπτικών ινών (FOG) είναι προηγμένοι αισθητήρες γωνιακής ταχύτητας που ανιχνεύουν την περιστροφική κίνηση αξιοποιώντας την παρεμβολή του φωτός μέσα στις τυλιγμένες οπτικές ίνες.Τα FOGs λειτουργούν χωρίς κινούμενα μέρη, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα βελτιωμένη αντοχή, χαμηλότερες ανάγκες συντήρησης και εξαιρετική αντοχή σε δονήσεις και συγκρούσεις.

Όταν ενσωματώνονται σε συστήματα πλοήγησης UAV, τα FOG παρέχουν δεδομένα περιστροφής σε πραγματικό χρόνο μετρώντας πόσο γρήγορα περιστρέφεται το όχημα κατά μήκος των άξων κυλίνδρου, κλίσης και κλίσης.Αυτά τα δεδομένα είναι ζωτικής σημασίας για την ακριβή εκτίμηση της στάσης και της κατεύθυνσης, ακόμη και όταν τα εξωτερικά σήματα θέσης όπως το GNSS διακυβεύονται.

Γιατί οι ΦΟΓ είναι ζωτικής σημασίας για την πλοήγηση των UAV

Ακριβής Ελέγχος και Σταθερότητα

Για να διατηρηθεί ο έλεγχος της στάσης ενός UAV, το προσανατολισμό σε σχέση με την επιφάνεια της Γης, τα γυροσκόπια διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο.επιτρέποντας στα drones να διατηρούν σταθερή πτήσηΧωρίς ακριβή δεδομένα γυροσκόπησης, τα UAV μπορεί να βιώσουν παρασυρόμενη κίνηση, ταλαντώσεις ή να μην διατηρήσουν σταθερή πορεία πτήσης.

Ναυσιπλοΐα Χωρίς GPS

Παρόλο που τα συστήματα GPS και GNSS είναι κοινά, είναι ευάλωτα σε διακοπές σήματος, παρεμβολές και σφάλματα που προκαλούνται από επιπτώσεις πολλαπλών διαδρομών, ειδικά σε αστικά περιβάλλοντα, σε εσωτερικούς χώρουςή υπό ηλεκτρονική παρεμβολήΜε την ενσωμάτωση των FOG στο σύστημα αδρανούς πλοήγησης (INS), τα UAV μπορούν να συνεχίσουν να καθορίζουν τον προσανατολισμό και την κίνησή τους ακόμη και όταν χάνονται τα σήματα GPS,διασφάλιση της αδιάλειπτης εκτέλεσης της αποστολής και της ασφάλειας.

Εξαιρετική ακρίβεια και χαμηλή ροή

Τα FOG είναι γνωστά για τις εξαιρετικά σταθερές μετρήσεις περιστροφής τους και την ελάχιστη μετατόπιση με την πάροδο του χρόνου ∙ ένας κρίσιμος παράγοντας για εφαρμογές που απαιτούν ακριβή πλοήγηση, όπως η γεωγραφική έρευνα, η χαρτογράφηση,και αυτόνομες δραστηριότητεςΗ χαμηλή αυτή μετατόπιση εξασφαλίζει ότι ακόμη και σε μεγάλες περιόδους, οι ενδείξεις του αισθητήρα παραμένουν αξιόπιστες, μειώνοντας την πιθανότητα σφαλμάτων που θα μπορούσαν να συσσωρευτούν σε παρατεταμένες πτήσεις.

Πώς λειτουργεί η πλοήγηση με βάση το FOG στα UAV

Συνήθως, στα UAV, τα FOG ενσωματώνονται σε μια μονάδα μέτρησης αδράνειας (IMU), η οποία περιλαμβάνει επίσης επιταχυνόμετρα για τη μέτρηση της γραμμικής επιτάχυνσης.Η IMU παρέχει συνεχώς δεδομένα κίνησης σε πραγματικό χρόνο στον επιβατικό υπολογιστή πλοήγησης του UAVΟ υπολογιστής επεξεργάζεται αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιώντας αλγόριθμους σύντηξης αισθητήρων για να εκτιμήσει:

Συμπεριφορά (κυλί, κλίση, γύρισμα)

Γωνιακή ταχύτητα

Θέση και ταχύτητα (όταν συνδυάζονται με το GNSS)

Αυτά τα δεδομένα επιτρέπουν τον έλεγχο πτήσης, τη σταθεροποίηση, την παρακολούθηση σημείων οδού και την αυτόνομη λήψη αποφάσεων, με ελάχιστη εξάρτηση από εξωτερικά σήματα.

LiCOF: Ηγετική καινοτομία στην αδρανειακή πλοήγηση

Η LiCOF, που ιδρύθηκε το 2019 και έχει έδρα στην Ουχάν της Κίνας, είναι μια κορυφαία εταιρεία που ειδικεύεται σε τεχνολογίες αδρανούς αισθητήρα, όπως γυροσκόπια οπτικών ινών, IMU με βάση το MEMS,και ολοκληρωμένα συστήματα πλοήγησηςΟι λύσεις τους έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε εφαρμογές υψηλής απόδοσης όπως drones, ρομποτική, αυτόνομα οχήματα και άλλα.

Εταιρική φωτογραφία

Εμπειρογνωμοσύνη: Έρευνα και ανάπτυξη, ανάπτυξη και ενσωμάτωση προηγμένων αισθητήρων αδρανείας και τεχνολογιών πλοήγησης.

Ποικιλία προϊόντων: Περιλαμβάνει αισθητήρες FOG υψηλής ακρίβειας, ΜΜΕΣ IMU και συνδυασμένες μονάδες GNSS/INS προσαρμοσμένες για χρήση σε UAV.

Εφαρμογές: Ρομποτική, μη επανδρωμένα αεροσκάφη, αυτόνομα οχήματα, έξυπνη γεωργία, μηχανήματα μηχανικής και δορυφορική επικοινωνία.

Με την προώθηση τόσο των τεχνολογιών αδρανείας που βασίζονται σε οπτικές ίνες όσο και στις τεχνολογίες αδρανείας που βασίζονται σε MEMS, το LiCOF επιτρέπει στους κατασκευαστές UAV και τους ενοποιητές συστημάτων να κατασκευάσουν συστήματα πλοήγησης που επικεντρώνονται στην ακρίβεια, την αξιοπιστία, την ποιότητα, την ποιότητα και την ποιότητα.και ανθεκτικότητας ̇ απαραίτητες για λειτουργίες κρίσιμης σημασίας για την αποστολή.

Βασικά οφέλη της πλοήγησης με βάση το FOG στα UAV

Τα συστήματα που βασίζονται σε γυροσκόπια οπτικών ινών παρέχουν πολλά πλεονεκτήματα για την πλοήγηση UAV:

Αξιόπιστη σε στερεή κατάσταση:

Η έλλειψη κινούμενων εξαρτημάτων σημαίνει μειωμένη φθορά, λιγότερη συντήρηση και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε σύγκριση με τα παραδοσιακά μηχανικά γυροσκόπια.

Υψηλή ακρίβεια

Τα FOG προσφέρουν χαμηλή παρακίνηση και σταθερές ανάγνωσεις γωνιακής ταχύτητας, κρίσιμες για τη διατήρηση ακριβούς ελέγχου σε πτήσεις μεγάλης διάρκειας.

Ανθεκτικότητα σε σκληρά περιβάλλοντα:

Αντιστέκονται σε δονήσεις, σοκ και ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, τα FOG είναι ιδανικά για τα UAV που λειτουργούν σε δυναμικές και δύσκολες συνθήκες πτήσης.

Ανεξαρτησία από το GPS:

Ένα INS με δυνατότητα FOG συνεχίζει να παρακολουθεί την κίνηση και τον προσανατολισμό ακόμη και όταν τα σήματα GNSS είναι αδύναμα ή απουσία, εξασφαλίζοντας αδιάλειπτη λειτουργία.

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Όλα τα UAV χρησιμοποιούν γυροσκόπια οπτικών ινών;

Α: Όχι όλα τα UAV. Πολλά drones καταναλωτικού ή χόμπι χρησιμοποιούν γυροσκόπια MEMS για λόγους κόστους και μεγέθους.τα υψηλού επιπέδου βιομηχανικά ή στρατιωτικά UAV συχνά βασίζονται σε FOG ή υβριδικά συστήματα πλοήγησης για να εξασφαλίσουν ανώτερη ακρίβεια και αξιοπιστία.

Ε: Μπορούν τα FOGs να αντικαταστήσουν εντελώς το GPS;

Α: Ενώ τα FOG προσφέρουν εξαιρετικά δεδομένα περιστροφής και παρακολούθηση κίνησης, δεν μετρούν απόλυτη γεωγραφική θέση όπως το GPS.διασφάλιση συνεχούς πλοήγησης όταν το GPS δεν είναι διαθέσιμο.

Ε: Είναι ακριβά τα γυροσκόπια οπτικών ινών;

Α: Τα FOG τείνουν να είναι πιο ακριβά από τους αισθητήρες MEMS λόγω των προηγμένων οπτικών συστατικών τους και των υψηλών δυνατοτήτων τους.το κόστος δικαιολογείται σε εφαρμογές κρίσιμης σημασίας για την αποστολή, όπου απαιτείται ακριβής πλοήγηση, όπως οι λειτουργίες Beyond Visual Line of Sight (BVLOS).

Ε: Πόσο συμπαγή μπορούν να είναι τα συστήματα πλοήγησης που βασίζονται σε FOG για τα UAV;

Α: Οι πρόσφατες εξελίξεις στη μινιατουριστική τεχνολογία έχουν καταστήσει δυνατή την ενσωμάτωση συμπαγών μονάδων FOG και IMU σε μικρομεσαία UAV χωρίς να θυσιάζονται οι επιδόσεις.

Συμπεράσματα

Τα γυροσκόπια οπτικών ινών είναι βασικό στοιχείο για τα συστήματα πλοήγησης των UAV υψηλής απόδοσης.και η ανθεκτικότητα τους καθιστούν απαραίτητους σε περιβάλλοντα όπου τα σήματα GPS είναι αναξιόπιστα ή μη διαθέσιμαΠαρέχοντας ακριβή δεδομένα περιστροφής και υποστηρίζοντας συστήματα αδρανειακής πλοήγησης, τα FOG βοηθούν στην ενίσχυση της σταθερότητας του UAV, τον έλεγχο, την ασφάλεια και την ασφάλεια.Η εpiιτυχία αυτή piαρέχει τη δυνατότητα να εpiιτεθεί σε piερισσότερες piεριφέρειες και piεριφέρειες.Εταιρείες όπως η LiCOF, με την εμπειρία τους στην αδρανειακή ανίχνευση και την ολοκλήρωση πλοήγησης, σπρώχνουν τα όρια του τι είναι δυνατό στην τεχνολογία UAV,ανοίγοντας το δρόμο για ακόμη πιο ανθεκτικά και ικανά συστήματα πλοήγησης στο μέλλον.