Low-cost inerciális szenzormodul tervezése és készítése

OData támogatás
Konzulens:
Kis László
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Napjainkban az autonóm működésű robotikus egységek egyre elterjedtebbé válnak. Ezek között is kiemelt szerepet kapnak az ember nélküli légi járművek (UAV-k). Ezekben a mobilis eszközökben a navigációs számításokat tipikusan inerciális szenzor rendszerekre (IMU-ra) alapozzák. Egy légi járműben használt IMU általában tartalmaz egy 3D szögsebesség-, illetve egy 3D gyorsulásmérőt. A navigáció minőségét alapvetően befolyásolja a szenzorok és a szenzorok jeleit feldolgozó architektúra minősége.

A navigációhoz szükséges méréseket elvégző egységek ugyan a kereskedelemben is kaphatóak, de az egyetemi kutatásokhoz megfelelő, alacsony költségű típusok választéka nagyon kicsi. Az MTA-SZTAKI-ban ezért elkészült egy mérőegység, amely az MVNS (Modular Vehicular Navigation System) nevet kapta. A szakdolgozatom első része ehhez az egységhez kapcsolódik. A SZTAKI-ban tervezett mérőegységet a BME-n kisebb módosításokkal gyártották le, a feladatom a mérőegység szoftverének a változtatásokhoz igazítása volt. Továbbá a mérőegységet egy fejlesztés alatt álló négyrotoros helikopter CAN-hálózatába kellett illesztenem és fel kellett készítenem a kalibrációra.

Az előbb említett mérőegység azonban mérete és ára miatt nehezen alkalmazható a kisebb projektekben, és moduláris felépítésére sincs feltétlenül mindenhol szükség. Ezért a szakdolgozatom második felében egy új mérőegység fejlesztésébe kezdtem. A célkitűzés egy kompakt és alacsony költségű mérőegység tervezése és megépítése volt, amely kis mérete és fogyasztása mellett megfelelően pontos a légi járművek irányításához.

A feladat magában foglalta az áramkör tervezését, megépítését nyomtatott áramkörön és a mikrokontrolleren futó szoftver megírását. A szoftver feladata alapvetően az adatok mérése, skálázása és küldése egy központi egység felé soros porton és SPI-interfészen. További feladata lehet kalibrációs algoritmusok futtatása, amelyek növelik a mérések pontosságát. A mérőegység elkészültekor méréseket végeztem a pontosságának meghatározásához, és elvégeztem az új egység kalibrációját is.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.