Блог компании BOSCH BMI323 Высокоинтегрированный 6DoF IMU датчик для контроллера полета дрона

Компания Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. поставляет и занимается переработкой датчиков Bosch в управлении полетом дронов — высокоинтегрированных модулей инерциальных измерительных блоков (IMU) с 6 степенями свободы, подходящих для систем управления полетом дронов.

В системах управления полетом дронов инерциальный измерительный блок (IMU) является основным сенсорным компонентом для оценки положения, стабильного зависания и полета по траектории. Его точность, стабильность, скорость отклика и энергопотребление напрямую определяют точность управления полетом и безопасность дрона. Bosch в управлении полетом дронов — это высокоинтегрированный инерциальный измерительный блок с 6 степенями свободы (6DoF), разработанный специально для высокопроизводительных приложений определения движения, который объединяет трехосевые акселерометры и трехосевые гироскопы на одном чипе. Сочетая проверенную технологию MEMS от Bosch с оптимизированными на аппаратном уровне алгоритмами и используя свои ключевые преимущества высокой точности, низкого уровня шума, низкого энергопотребления и высокой интеграции, он стал предпочтительным сенсорным модулем как для потребительских, так и для промышленных систем управления полетом дронов, идеально удовлетворяя требования к определению положения в полете и управлению движением для широкого спектра типов дронов.

I. в управлении полетом дронов — Основная интегрированная архитектура: Минималистичная адаптация для проектирования систем управления полетом дронов

BMI323

использует аппаратную фильтрацию и подавление шума для эффективного отсеивания помех, вызванных турбулентностью ветра, вибрациями двигателя и резонансом планера, выдавая чистые и стабильные необработанные данные о движении для обеспечения надежной поддержки данных для алгоритмов ПИД-регулирования управления полетом и алгоритмов слияния данных о положении. в управлении полетом дроновBMI323

включает высокоточный 16-битный датчик температуры и схему аппаратной компенсации, позволяющую в режиме реального времени отслеживать изменения температуры окружающей среды и автоматически корректировать отклонения данных, вызванные температурным дрейфом. Это решает проблемы неточности данных датчика, возникающие из-за разницы температур на больших и малых высотах, а также суточных колебаний температуры на открытом воздухе, обеспечивая стабильную работу датчика во всем температурном диапазоне. В сочетании со встроенным буфером данных FIFO объемом 2 КБ он может кэшировать высокочастотные данные о движении, предотвращая потерю данных и прерывания передачи во время высокоскоростных маневров, значительно снижая нагрузку на обработку данных на главном управляющем микроконтроллере и повышая эффективность работы системы управления полетом. в управлении полетом дроновBMI323

: Создание прочной основы для стабильного полета БПЛА

Ключ к стабильному зависанию, точному повороту и плавному полету БПЛА заключается в точном выводе данных IMU. Используя запатентованную Bosch архитектуру с низким уровнем шума, в управлении полетом дронов обеспечивает ведущую в отрасли точность статических и динамических измерений. Его акселерометр поддерживает переключение диапазонов между ±2g, ±4g, ±8g и ±16g, с типичным нулевым смещением всего ±35 мг и нулевым смещением в течение всего срока службы, контролируемым в пределах ±50 мг. При плотности шума ускорения до 180 мкг/√Гц он может точно фиксировать даже малейшие вибрации, горизонтальные отклонения и вертикальные движения планера дрона. Диапазон измерения гироскопа составляет от ±125°/с до ±2000°/с, с типичным нулевым смещением всего ±1°/с. Он способен удовлетворять высокоточные требования к мониторингу положения для медленного, стабильного зависания в дронах для аэрофотосъемки, а также удовлетворять потребности в сборе данных об угловой скорости для экстремальных маневров в гоночных FPV-дронах, таких как высокоскоростные вращения, резкие повороты и быстрые пикирования.

Датчик в управлении полетом дронов поддерживает сверхвысокую частоту вывода данных до 6400 Гц, обеспечивая высокочастотное обновление данных на миллисекундном уровне. Это позволяет системе управления полетом в режиме реального времени воспринимать изменения положения планера, быстро выполнять расчеты положения и корректировки сервоприводов, эффективно подавляя такие проблемы, как вибрации при полете, дрейф и задержка положения, и значительно повышая стабильность и скорость отклика управления полетом дрона. По сравнению с традиционными датчиками IMU,

BMI323

использует аппаратную фильтрацию и подавление шума для эффективного отсеивания помех, вызванных турбулентностью ветра, вибрациями двигателя и резонансом планера, выдавая чистые и стабильные необработанные данные о движении для обеспечения надежной поддержки данных для алгоритмов ПИД-регулирования управления полетом и алгоритмов слияния данных о положении. в управлении полетом дроновBMI323

с ультранизким энергопотреблением, разработанная с учетом требований к продолжительности полета дронов в управлении полетом дроновBMI323

был глубоко оптимизирован по энергопотреблению для мобильных и портативных устройств, балансируя высокую производительность с низким энергопотреблением, что делает его идеально подходящим для приложений с питанием от батарей. Датчик поддерживает несколько режимов энергопотребления: в режиме высокопроизводительной работы на полной скорости энергопотребление составляет всего 1,2 мА при 3,3 В — снижение примерно на 15% по сравнению с продуктами предыдущего поколения, в то время как в режиме сверхнизкого энергопотребления в спящем режиме рабочий ток составляет всего 356 мкА, что приводит к чрезвычайно низким потерям энергии.

Кроме того, чип в управлении полетом дронов интегрирует полный набор функций аппаратных прерываний, запускаемых движением, поддерживая различные механизмы запуска событий, такие как обнаружение свободного падения, наклон положения, начало/остановка движения и пробуждение по касанию, устраняя необходимость постоянного опроса данных главным управляющим микроконтроллером. Когда дрон стабильно зависает, он автоматически переходит в режим низкого энергопотребления, пробуждаясь только при обнаружении изменения положения планера. Это дополнительно снижает общее энергопотребление дрона, эффективно продлевая время его работы от одной зарядки, что делает его особенно подходящим для таких применений, как легкие, портативные дроны и дроны, предназначенные для длительных инспекционных миссий.

IV. Разнообразные интерфейсы и интеллектуальные функции в управлении полетом дронов: Совместимость с основными системами управления полетом

BMI323 в управлении полетом дроновЧто касается безопасности полетов дронов, функция обнаружения свободного падения датчика

BMI323 в управлении полетом дроновV. Основные сценарии применения

BMI323 в управлении полетом дроновБлагодаря своим комплексным преимуществам в области интеграции, высокой точности, низкого энергопотребления и высокой стабильности, Bosch