会社ブログについて ドローンアプリケーション向け ST LSM6DSR 6軸 iNEMO慣性モジュール

シェンzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.は ST を供給しリサイクルしていますLSM6DSR6軸 iNEMO慣性モジュール,ドローンの用途に適しています.

ドローンの飛行制御システムでは,慣性測定装置 (IMU) は,姿勢推定,コース安定化,正確なナビゲーションのコアコンポーネントです.動的応答速度と干渉に対する免疫は,ドローンの飛行安定性と運用安全性を直接決定します.. STLSM6DSR6軸の iNEMO スマート慣性モジュールは,3軸の高精度デジタル加速計と3軸の超高範囲デジタルジロスコップを統合しています.低電力建築強力なデータ処理能力と 厳しい環境への適応性があるため 消費者向けレーシング用ドローンを含む産業用検査用ドローン農作物保護用ドローンや小型空中写真用ドローンで,今日のハイエンドドローン飛行制御システムにとって,最好の慣性感知部品となっています.

I. 基本概要LSM6DSR製品

LSM6DSRは,STの新世代の高性能 iNEMO MEMS慣性測定モジュールです.単片統合アーキテクチャを使用し,外部補助センサーの必要なく6次元空間運動データを捉える伝統的なマルチチップソリューションと関連した大きなサイズ,信号偏差,低互換性の問題を完全に解決します.このモジュールはSTの証明されたMEMS (マイクロ電気機械システム) 製造プロセスを利用しています高精度の工場校正により,効果的に温度変動と零点変動を減少させ,AEC-Q100自動車級信頼性基準に認定されています.振動や衝撃に優れた耐性を有する高い高度,高速,複雑な気流など ドローンが直面する厳しい飛行条件に適している.

ハードウェアは,小型で軽量なコンパクトなLGA-14L表面マウントデザインでパッケージされており,ドローンの機体への負荷を最小限に抑える.ミニチュア化と小型レーシングドローンや軽量空中撮影ドロンの低積載の厳格な要件を満たしています飛行制御メインボードのハードウェアレイアウトを簡素化し,大量生産とデバッグコストを削減する.

II. システムにおける主要なパラメータLSM6DSR

LSM6DSRのパラメータ構成は,高速ドローン移動,急激な姿勢変化,強力な動的干渉を含むシナリオに最適化されています.飛行制御アルゴリズムの要件に合わせて設計されています詳細は以下のとおりです

1ギロスコップ (3軸)

超幅の測定範囲: ±125/±250/±500/±1000/±2000/±4000dpsの多段階調整をサポートします.高速ロールを完璧に捕まえる高速ターン,スピンダイブ,その他の極端な操縦,完全にセンサー信号飽和による姿勢データ損失や飛行制御喪失などの問題を排除

- 高ダイナミックレスポンス: 超高データ出力速度をサポートし,リアルタイムアピチュアアップデートが非常に高い高速ダイナミックドローン飛行のリアルタイム計算要件を満たすため,ミリ秒レベルでの姿勢変化を正確に記録できるようにする

- 低漂流特性:内蔵された温度補償アルゴリズムにより,高低温環境におけるゼロポイント漂流は著しく減少します.長期飛行中に姿勢の偏りやコースの偏りがないことを確保する

2アクセロメーター (3軸)

- 複数の範囲に適応可能: 4つの測定範囲 (±2g,±4g,±8g,±16g) の間で切り替えるのをサポートし,さまざまな飛行条件の加速データ取得要件に対応します.通常の安定飛行を含む高速マニュアリング,ダイビング・インパクト,着陸ダッシュ

- 高度なサンプリング精度:低騒音サンプリング設計は,ドローンモーターの振動や空気流の障害によって引き起こされるノイズ信号を効果的にフィルタリングします.静的フローイングや低速クルーズ飛行中に正確な水平姿勢を確保する

3一般的なコアパラメータ

- 超低消費電力:高性能モードでは,総消費電力はわずか1.2mAで,インテリジェントな動的電力管理をサポートします自動で時計回転を減らし,無効期間に電力を節約するドローンのバッテリー寿命を有効に延長します

- インテリジェント FIFO バッファ: バッチキャッシングの姿勢,温度,タイムスタンプデータを備えた9KBの高容量ハードウェアのFIFO バッファを備えています.フライトコントローラのメインチップのデータ読み取りと処理負荷を大幅に削減高速飛行中にデータ損失やうめきを防ぐ

- 広範囲の動作温度: -40°Cから+85°Cの動作温度範囲,高空低温条件,夏の激しい暑さ,複雑な室外気温変動,すべての天候条件で安定した動作を保証

- 通信インターフェース: 標準的なI2CとSPI通信プロトコルをサポートし,一般的なドローン飛行制御機のメインチップ (STM32,ESP32,その他) と互換性があります.特殊な適応性を提供する

III. 特殊な技術上の利点LSM6DSR

1極度の飛行シナリオに適した超高ダイナミックレンジ

従来の6軸IMUジロスコップは最大回転距離は2000dpsで,高速回転に対応するには不十分です.FPVの陸上用ドローンとレース用ドローンの連続ロールおよびその他の激しい操縦LSM6DSRの超広い測定範囲は,±4,000dpsで,高速操縦可能な無人機に関する基本要件極端な飛行マニュアルのすべての角度速度のデータを取得を完全にカバーし,暴力的な動き中でも姿勢データが完全で有効であることを保証します.これにより,ハードウェアレベルでの飛行不安定性のリスクは排除されます..

2飛行制御機の安定性を高めるためのインテリジェントデータオフロード

ドローン飛行中に,高度周波数で位置データを取得し,リアルタイムで計算すると,メインコントローラに膨大な計算負担がかかります.LSM6DSR9KBのハードウェア FIFO インテリジェントキャッシュで装備され,データパッケージング,ソート,一時保存を自動処理する.主なコントローラがデータをリアルタイムで調査して読み取る必要性をなくすこれは,メインコントローラの処理力を大幅に解放し,フライト制御システムが姿勢計算,PIDチューニング,ナビゲーション計画などのコアアルゴリズムに集中できるようにします.飛行応答速度と制御のスムーズさを効果的に改善し,同時に装置の電力消費量を削減します.

3強い干渉耐性と高い信頼性,複雑な操作条件に適しています

飛行中に,ドローンは常に高周波のモーター振動,機体共鳴,空気流の影響,温度変動にさらされています.通常のセンサーは,高いデータノイズなどの問題がある.深刻な漂流と動作障害LSM6DSRは,専門的な振動抑制の最適化を受け,効果的に機械的な振動ノイズをフィルタリングするハードウェアフィルタリング回路を搭載していますさらに,自動車級の信頼性基準は衝撃や温度変動に対する優れた耐性を保証します.長期間の露天飛行や高強度飛行でも,精度が著しく低下することなく安定したパフォーマンスを提供する..

4低電力消費と軽量設計により,全体的な飛行耐久性と運搬容量を最適化

ドローンは機体重量と電力消費に非常に敏感であり,過度に重いセンサーは飛行機動性を低下させ,飛行耐久性を短縮します.LSM6DSR超コンパクトで軽量なチップパックで リデュランスの外接装置を搭載していない.また動的電力管理技術も搭載している.飛行条件に応じて操作モードを適応的に切り替える制御可能な飛行中に全容量で動作しながら,安定したクルーズでの電力消費を削減します.これは,高性能を保証しながら,システムの電力効率を最大化します.飛行耐久性と荷重能力を向上させる.

IV. 基本的応用シナリオLSM6DSR

1基本態度の評価と安定化制御

これはドローンにおける LSM6DSRの基本的な応用です 加速計は,機体の水平傾斜と重力の方向に関するリアルタイムデータを収集しますギロスコップはピッチの三軸の角速度の高周波変化を捕捉している間飛行制御システムは6軸データを統合し,高精度な姿勢推定を行うためにカルマンフィルタリングと補完フィルタリングアルゴリズムを使用します.ドローンの位置を調整し,ドローンが空中に漂うようにします滑らかに巡航し姿勢を固定し,漂流,揺れ,偏差などの飛行問題を排除し,基本的な飛行安定性を大幅に向上させます.

2高速レーシング / FPV 陸上飛行

高速操縦や極度の空中操縦の要求に応えるため,LSM6DSRの超幅のジロスコップ範囲は4000dpsで重要な役割を果たします.高速ロールなどの激しい操縦中に正確に角速度データをキャプチャします急速な曲がり,垂直ダイブ,連続回転,データ飽和や歪みなしこれは,飛行管制官のリアルタイム姿勢修正と空中操縦の精密な実行のための信頼できるデータサポートを提供します高級レーシングドローンの標準慣性センサーです

3精密なナビゲーションと点から点への操作

産業検査,農作物保護,測量,探査に使用される無人機飛行路線の安定性や飛行位置の正確性には非常に高い要求事項がありますLSM6DSRの低漂流,高精度な動きデータは,GPS,BeiDou,気圧計,超音波センサーからのデータと融合して統合されたナビゲーションを実現できます.これは,正確にGPS定位漂流エラーを修正します.,ドローンが既定の飛行経路に沿って安定して飛行し,正確な静止飛行,正確な操作,ルートの再飛行を可能にします検査の精度と効率を効果的に向上させる農作物保護と調査活動

4飛行姿勢の安定化と航空写真の安定化

航空写真用ドローンでは,LSM6DSRは,機体の微妙な振動や姿勢偏差に関するデータを継続的に記録します.この情報をギンバル安定システムとフライトコントローラの抗振動アルゴリズムに送信します機体震動や空気の気流乱によって引き起こされる姿勢偏差をリアルタイムで補償し,三軸安定化を達成するのにギンバルを助けますこれは,カメラの振動と空中映像の不整合を効果的に排除します高画質でスムーズな映像を保証し,プロの航空写真,映画制作,高空調査に適しています.

5異常モニタリングと安全保護

このモジュールはドローンの異常な姿勢や 激しい振動,突然のノズデヴィッド,衝突の衝撃,その他の状況をリアルタイムで監視できます飛行基準を上回る動きデータが検出された場合座席調整,緊急ホバー,ワンボタンの帰還,強制着陸保護などの機能を可能にします..飛行安全を向上させるため ドローンの墜落や損傷のリスクを効果的に軽減します

V についてLSM6DSRUAVの導入ソリューションと最適化主要ポイント

1ハードウェアの適応

標準的なLGA-14L表面マウント溶接を使用し,フライトコントローラ主板のメインストリームレイアウトと互換性があります. I2C/SPIインターフェースを通じて主コントローラと直接通信します.追加の信号調節回路の必要性を排除する; 設置中に,モーターやESCなどの強い電磁場や振動を生成する部品からモジュールを離して置く.機械的振動や電磁気干渉をさらに最小限に抑えるため,衝撃吸収パッドを使用するデータの正確性を向上させる.

2ソフトウェアアルゴリズム最適化

LSM6DSRのマルチレンジ機能を利用して,設定を特定のドローンモデルに適応させることができる.レースドローンでは,ピーク飛行性能を確保するために,Gyroscopeの±4000dps範囲を有効にする.測量および航空写真モデル用データの正確性を向上させるために,中から低までの範囲を選択し,FIFOバッファ機能を完全に利用し,飛行制御機の計算負荷を減らすためにバッチデータ読み取りモードを設定する.モジュールの温度補償機能と最適化されたフライト制御フィルタリングアルゴリズムを組み合わせ,温度変動をさらに抑制し,長期飛行中の安定性を向上させる..

3電力消費の最適化

モジュールのインテリジェント・パワー・マネジメント機能を利用して多段階動作モードを設定する.飛行中に高性能モードを有効にすることで,リアルタイムデータ送信を保証する.フローバースタンバイ中に低電力モードに切り替える飛行性能と耐久性をバランスさせる

概要と応用価値LSM6DSR

ST LSM6DSR 6軸 iNEMO慣性モジュールは,UAVの基本的な要求事項を正確に満たしており,高精度,高動力,高安定性,低電力消費を保証しています.伝統的な6軸IMUと比較して超広いジロスコップ範囲,インテリジェントなデータキャッシング,自動車級の信頼性と超低消費のアーキテクチャは,標準センサーが高速操縦可能な飛行に対応できないような業界の痛みを完全に解決します.主なコントローラに高いCPU負荷,環境への適応性の低下,バッテリーの大量消費.

消費者向けレーシングドローン,高画質航空写真ドローン,産業用検査・作物保護ドローンなどLSM6DSR飛行制御システムに安定した,正確な,リアルタイムで 6度自由度の動きと姿勢データを提供し,ドローンの飛行安定性,制御応答性を全面的に向上させる.運用精度と飛行安全現在,ドローン飛行制御システムのアップグレードと高性能モデルの大量生産のための優先慣性センサー部品です.