Amikor pilóta nélküli légijárműveket (UAV) használunk terepfelmérésre vagy inputanyagszórásra, akkor a lehető legkönnyebbnek kell lenniük. A német Fraunhofer Intézet egy olyan kompakt és könnyű navigációs egységet fejlesztett ki az ilyen drónokhoz, ami pontosságában messze felülmúlja az eddigi civil alkalmazásokat.
Az apró giroszkópok érzékenyek a környezetre
Az IMUcompact kutatási projekt célja egy olyan egység kifejlesztése volt, amelyik pontosan tudja követni az autonóm drónok térbeli helyzetét. A rendszer középpontjában álló inerciális mérőegység (vagy röviden IMU) lényegében három giroszkóptengelyt és három gyorsulásérzékelőt használ, hogy GPS-jel nélkül is centiméteres pontossággal meghatározhassa a gép pozícióját.
Kompakt, kis felbontású giroszkópok ma már a legtöbb okostelefonban és okosórában is vannak, például a képernyő vagy a kamera tájolásának meghatározására. Bár ezek az úgynevezett MEMS giroszkópok kicsik és könnyűek, befolyásolják őket a környezeti hatások, például a hőmérséklet, a páratartalom vagy az elektromágneses mezők változása. Emiatt a terepen önállóan dolgozó drónok navigálására megbízhatatlanok lennének.
Az optikai giroszkópok nagyobbak, de megbízhatóbbak
A Fraunhofer Intézet megpróbálta a hagyományos giroszkópok és az optikai giroszkópok előnyeit ötvözni Németországban. Kifejlesztett egy miniatűr, a fényinterferenciára építő, száloptikai giroszkópot (IFOG), ami részletgazdag felbontású, kompakt és kicsi a súlya. Mivel nem tartalmaz mozgó alkatrészeket és az elektromágneses hullámokra érzéketlen, sokkal alkalmasabb az UAV-kban való használatra, mint a hagyományos MEMS alternatívák.
Az IMU elektronikai és optikai alkatrészeit úgy rendezték el, hogy a pontosság veszélyeztetése nélkül nagy fokú miniatürizálás valósulhasson meg. A mérőelemek speciális elrendezésben, egy 3D-nyomtatású alaplapon helyezkednek el, ami nagy mechanikai szilárdságot biztosít az ipari alkalmazásokhoz, miközben a súlya is csekély. Az áramkörök is egy robusztus, de kompakt alaplapon helyezkednek el.
Az új IMU egyik első gyakorlati alkalmazása a fotogrammetria UAV-okkal. A fotogrammetria a fizikai objektumok mérésére és azonosítására szolgáló technológia, amelyben 2D képeket kombinálnak 3D mérési módszerekkel, például lézeres távméréssel. Ebben az esetben az IMU súlya maximálisan 5 kg lehet. Felhasználási területként szóba jöhet az agrárkárok felmérése vagy a legelő állatok létszámának ellenőrzése nagy területre kiterjedőan és akár kedvezőtlen időjárási körülmények között.
Ez a cikk is érdekelheti a témában: Műtrágyázás drónnal: ez is foltszerűen célszerű.
