Блог компании ST LSM6DSOWTR Высокопроизводительный 6DoF 6-осевой IMU iNEMO для дронов

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. поставляет и перерабатывает STLSM6DSOвысокопроизводительный 6-осевой инерциальный измерительный модуль (IMU) iNEMO 6DoF, подходящий для применения в беспилотных летательных аппаратах.

В системах управления полетом беспилотных летательных аппаратов инерциальный измерительный блок (IMU) является основным компонентом для оценки положения, стабильного навигации и точной навигации; точность его измерений,сопротивление помехам, энергопотребление и стабильность напрямую определяют безопасность полета и точность управления дроном.LSM6DSOпредставляет собой высокопроизводительное шестиосное инерциальное измерительное устройство iNEMO 6DoF, которое включает в себя высокоточный 3-осовый акселерометр и 3-осовый гироскоп высокой стабильности.С его выдающейся сенсорной производительностью, сверхнизкое энергопотребление, надежная конструкция против вибрации и возможности крайнего интеллекта,Он стал предпочтительным сенсорным чипом для систем управления полетом в малогабаритных и средних дронах потребительского и промышленного класса., отлично отвечает требованиям дрона к сенсору движения и управлению положением в сложных условиях эксплуатации.

I. Основная архитектура и основные аппаратные параметрыLSM6DSOЧип

ВLSM6DSOиспользует проверенную технологию датчиков MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) ST, включающую монолитную интеграцию 3D акселерометра и 3D гироскопа.Он не требует внешних вспомогательных датчиковЭто значительно упрощает аппаратную архитектуру управления полетом БПЛА, уменьшает размер платы,и снижает общее потребление энергии и затраты на оборудованиеЧип использует компактный пакет LGA-14, обеспечивающий отличную тепловую стабильность и механическую вибрационную устойчивость.что делает его подходящим для условий полета беспилотных летательных аппаратов, характеризующихся высокочастотными вибрациями и чередующимися высокими и низкими температурамиОн также поддерживает автоматизированные процессы рефлюсовой сварки, отвечая требованиям для крупномасштабного массового производства.

Его основные аппаратные параметры точно адаптированы к сценариям управления полетом беспилотных летательных аппаратов.

- Гироскопическая производительность: поддерживает переключение на несколько диапазонов с диапазоном измерений от ±125 до ±2000 дпс.высокоскоростное маневрирование и быстрые поворотыРежим высокой дальности точно фиксирует экстремальные изменения положения полета, исключая проблемы с насыщением динамических измерений;Оборудованы полностью дифференциальной цепью отсчета и симметричной механической структурой, он эффективно подавляет вибрационные помехи и уменьшает погрешности измерений, вызванные вибрациями полета.

- производительность акселерометра: поддерживает обнаружение ускорения на различные диапазоны, что позволяет точно определять изменения линейного движения в вертикальном подъеме и спусках дрона, горизонтальное преобразование,и наклон наклона, обеспечивая точную поддержку данных для компенсации высоты, коррекции положения и калибровки ориентировки положения.

- Ультранизкое потребление энергии: рабочий ток до 0,55 мА и чрезвычайно низкое потребление энергии в режиме ожидания значительно снижают потерю энергии по сравнению с традиционными микросхемами IMU,эффективно продлевая время полета дрона и совершенно отвечая требованиям конструкции для легкого веса, длинноустойчивые дроны.

- высокоскоростные коммуникационные интерфейсы: стандартно оснащены двумя I2C/SPI коммуникационными интерфейсами с высокой скоростью передачи и низкой задержкой передачи данных,Он может передавать данные инерциального датчика в реальном времени на главный блок контроллера полета., отвечает требованиям в режиме реального времени для вычисления высокочастотного положения в беспилотных летательных аппаратах; специальный вспомогательный интерфейс SPI может самостоятельно выводить данные о защите от потрясений,что делает его подходящим для систем стабилизации изображения в беспилотных летательных аппаратах для аэрофотосъемки.

II. Основные технические преимуществаLSM6DSOдля применения дронов

1Сильные возможности борьбы с помехами и высокая стабильность, подходящие для сложных условий полета

Во время полета беспилотника, множество источников помех, таких как высокочастотные вибрации двигателя,нарушения воздушного потока и экстремальные колебания температуры на открытом воздухе могут легко вызвать смещение и искажение данных в расчетах положения для стандартных ИМУ.LSM6DSOиспользует оптимизированную механическую архитектуру MEMS и технологию получения дифференциального сигнала, обеспечивающую исключительное подавление вибраций и температурную стабильность.Он эффективно фильтрует шум измерений, вызванный вибрациями полета и колебаниями температуры окружающей средыДаже в сложных сценариях, таких как высокоскоростной полет, резкие повороты и турбулентность на малой высоте, он поддерживает непрерывность и точность данных датчиков.,обеспечение стабильного положения дронов и предотвращение таких проблем, как дрейф, опрокидывание и потеря контроля.

2. Встроенные возможности краевых вычислений для уменьшения нагрузки на главный процессор контроллера полета

Чип оснащен собственной машиной конечного состояния (FSM) и ядром машинного обучения (MLC), поддерживающими краевые вычисления на уровне датчиков.Он может выполнять задачи предварительной обработки, такие как распознавание состояния движения, обнаружение аномалий положения и анализ данных вибрации непосредственно в чипе, не полагаясь на основную вычислительную мощность контроллера полета.которые выдают только сырые данные, вLSM6DSOЭто значительно уменьшает нагрузку на обработку данных на главный контроллер, повышает скорость отклика системы управления полетом,и одновременно снижает общее потребление энергии самолета, что делает его подходящим для упрощенной конфигурации главного контроллера легких БПЛА.

3Низкая задержка и высокая частота обновления обеспечивают плавный контроль полета

Настройка положения дронов требует ответа данных на уровне миллисекунд; чрезмерная задержка может привести к отставанию управления и резкому полету.LSM6DSOимеет сверхвысокую частоту обновления данных, в сочетании с высокоскоростным интерфейсом передачи SPI, позволяющим получать в реальном времени, быстро передавать и синхронно обновлять инерционные данные.В сочетании с алгоритмами управления полетом, он позволяет высокочастотную регулировку положения в замкнутом цикле, что приводит к более плавному навигации, более точному повороту и более быстрому управлению,тем самым значительно улучшая опыт управления полетом и стабильность полета..

4Компактный и легкий, отвечающий крайним требованиям к интеграции дронов

Небольшие беспилотные летательные аппараты для аэрофотосъемки, гоночные беспилотные летательные аппараты FPV и портативные беспилотные летательные аппараты для инспекции предъявляют строгие требования к пространству и весу корпуса.LSM6DSOиспользует микропакет LGA-14, который является компактным и чрезвычайно легким, что позволяет максимально сэкономить пространство на борту управления полетом и уменьшить общий вес воздушного судна,облегчение легких и компактных конструкций беспилотных летательных аппаратов без ущерба для производительности датчиковОн подходит для интеграции оборудования различных потребительских и малых промышленных дронов.

III. Типичные сценарии примененияLSM6DSOв секторе дронов

1Основной контроль стабилизации полетного положения

В качестве основного элемента системы управления полетом,LSM6DSOсобирает данные в режиме реального времени о трехосной угловой скорости и трехосновом ускорении дрона.с поддержкой автоматического навигацииОн составляет фундаментальное ядро стабильного полета беспилотных летательных аппаратов и эффективно решает проблемы управления положением в средах, где отсутствует GPS.

2. Аэрофотосъемка Стабилизация изображения и визуальная помощь

Для удовлетворения требований к изображениям дронов для аэрофотосъемки,Чип может самостоятельно выводить высокоточные инерционные данные для поддержки работы систем электронной стабилизации изображения (EIS) и оптической стабилизации изображения (OIS)Он компенсирует в режиме реального времени сдвиги изображения, вызванные вибрациями полета и наклоном во время маневров, эффективно повышая четкость и стабильность воздушных видео и фотографий.и удовлетворение потребностей в оптимизации изображения дронов для воздушной фотографии потребительского класса.

3Интеллектуальный контроль полета и состояния

Используя встроенное в него ядро машинного обучения MLC, чип позволяет интеллектуально распознавать состояние движения дрона, точно идентифицируя маневры, такие как навигация, полет, погружение,прокрутки и внезапные остановки, тем самым поддерживая такие интеллектуальные функции, как интеллектуальная поддержка высоты, навигация на фиксированной точке и маршрутный полет.Он может отслеживать аномальные вибрации двигателей и отклонения положения корпуса в режиме реального времени., что позволяет прогнозировать состояние полета и предупреждать о аномалии, тем самым повышая безопасность полетов беспилотных летательных аппаратов.

4Помощная навигация и коррекция положения

В сложных навигационных сценариях, например, с слабыми GPS-сигналами, в помещении, в густых лесах или где городские здания вызывают блокировку сигнала,LSM6DSOможет самостоятельно предоставлять точные инерционные навигационные данные для помощи GPS/Beidou в коррекции положения.тем самым повышая точность навигации и операционную стабильность для беспилотных летательных аппаратов во время полетов в помещении, операций на низкой высоте и инспекций в сложных условиях.

IV. Основная ценностьLSM6DSOдля применения дронов

По сравнению с другими шестиосями IMU чипов в том же классе, STLSM6DSOимеет четыре основных преимущества в применении дронов: производительность, энергопотребление, интеллект и стоимость.низкий дрейф и сильное сопротивление вибрации идеально подходят для сложных условий полета дронов, что значительно повышает стабильность полета и безопасность; во-вторых, его ультранизкое потребление энергии эффективно увеличивает выносливость полета дронов,удовлетворение основных требований к легким дронам; в-третьих, его встроенные возможности краевых вычислений упрощают разработку алгоритмов управления полетом, снижая барьеры для входа в основное оборудование управления и снижая затраты на НИОКР; в-четвертых,его компактная упаковка облегчает интеграцию в различные конфигурации аппаратного обеспечения дронов, балансируя производительность с возможностью массового производства.

Благодаря этим всеобъемлющим преимуществамLSM6DSOшироко применяется в ряде продуктов, включая беспилотные летательные аппараты для аэрофотосъемки потребительского класса, беспилотные летательные аппараты для гонок, небольшие беспилотные летательные аппараты для промышленной инспекции и беспилотные летательные аппараты для внутренней безопасности.Это предпочтительный выбор для экономически эффективных, высоконадежные шестиосевые инерциальные измерительные устройства в системах управления полетом для малых и средних дронов.