5.7.4 Проверка работы бародатчика высоты

Для проверки работоспособности высотомера необходимо дать команду MON ON BARO. В результате на экране мы будем наблюдать данные, которые идут с бародатчика. Пример мониторинга данных бародатчика из консоли XShell:

=>mon on baro

$BARO: 00:00:15, 28.031 191.982 99040.180 126.679 34194 449

$BARO: 00:00:15, 28.043 191.694 99043.563 126.682 34194 452

$BARO: 00:00:16, 28.037 192.003 99039.930 126.679 33360 455

$BARO: 00:00:16, 28.037 192.003 99039.930 126.682 36696 458

$BARO: 00:00:16, 28.031 191.816 99042.117 126.678 38364 460

$BARO: 00:00:16, 28.037 191.776 99042.641 126.679 35028 463

$BARO: 00:00:16, 28.037 191.544 99045.352 126.677 37530 466

$BARO: 00:00:16, 28.031 191.755 99042.891 126.678 34194 469

$BARO: 00:00:16, 28.025 192.194 99037.734 126.680 37530 472

$BARO: 00:00:16, 28.025 191.766 99042.758 126.675 34194 475

$BARO: 00:00:16, 28.025 191.599 99044.703 126.677 34194 477

$BARO: 00:00:16, 28.001 192.402 99035.227 126.676 36696 480

$BARO: 00:00:17, 28.013 191.819 99042.094 126.676 34194 483

$BARO: 00:00:17, 28.025 191.501 99045.859 126.674 39198 486

$BARO: 00:00:17, 28.025 191.826 99041.992 126.676 34194 489

$BARO: 00:00:17, 28.001 191.943 99040.648 126.675 35028 492

 

После запятой идут колонки с цифрами. Существенными для нас являются первые четыре числа (28.031 191.982 99040.180 126.679  для первой строки).Первое число – температура в Цельсиях (внутри датчика). Второе число – вычисленная высота над уровнем моря в метрах. Не пытайтесь эту высоту сопоставить с реальной, так как не обязательно что она совпадет с реальностью – это нормально. Третье число – текущее абсолютное давление а паскалях. Четвертое число – вычисленная воздушная скорость – может показывать ерунду, если датчик воздушной скорости не подключен (как в нашем случае).

Для проверки возьмите плату в руку и переместите ее с минимальной высоты на максимальную, на сколько позволяет USB кабель. Показания высоты должны меняться. Если это происходит, то высотомер работает нормально. При подключенном (и правильно настроенном) датчике воздушной скорости можно подуть в трубку и проверить как изменяется воздушная скорость.

Особой процедуры калибровки бародатчика высоты не существует.

5.7.5 Проверка работы качества AHRS 

После проверки и калибровки датчика нам необходимо проверить и настроить искусственный горизонт. Для проверки горизонта необходимо положить плату на стол горизонтально. Затем дать команду сохранить референсное положение нулевого горизонта и тангажа SAVE REF

=>save ref

Current Reference Position:

Accel_X=-0.023438

Accel_Y=-0.054688

Accel_Z=-1.003906

Mag_X=0.192710

Mag_Y=-0.075708

Mag_Z=-0.978331

Baro_alt=193.488434

=>

 

Теперь запускаем мониторинг углов положения платы в пространстве MON ON EKF

=>mon on ekf

$EKF: 00:16:06, r=-0.311 p=-0.438 y=5.957 t=87 rr=-0.073 rp=0.685 ry=-0.434

$EKF: 00:16:06, r=-0.291 p=-0.417 y=5.907 t=86 rr=-0.243 rp=0.034 ry=0.263

$EKF: 00:16:06, r=-0.253 p=-0.435 y=5.807 t=25 rr=0.192 rp=1.422 ry=-0.213

$EKF: 00:16:06, r=-0.284 p=-0.433 y=5.793 t=26 rr=0.173 rp=0.352 ry=-0.313

$EKF: 00:16:07, r=-0.242 p=-0.435 y=5.769 t=25 rr=-0.522 rp=0.121 ry=0.350

$EKF: 00:16:07, r=-0.276 p=-0.431 y=5.753 t=25 rr=-0.362 rp=0.224 ry=0.771

$EKF: 00:16:07, r=-0.261 p=-0.385 y=5.746 t=87 rr=0.036 rp=0.910 ry=0.074

$EKF: 00:16:07, r=-0.290 p=-0.384 y=5.775 t=25 rr=-0.050 rp=0.225 ry=0.439

$EKF: 00:16:07, r=-0.318 p=-0.392 y=5.847 t=26 rr=-0.051 rp=0.524 ry=0.231

$EKF: 00:16:07, r=-0.302 p=-0.382 y=5.848 t=87 rr=0.078 rp=-0.672 ry=1.274

$EKF: 00:16:07, r=-0.360 p=-0.365 y=5.849 t=25 rr=-0.045 rp=-1.861 ry=0.276

$EKF: 00:16:07, r=-0.403 p=-0.408 y=5.861 t=25 rr=-1.100 rp=0.592 ry=0.407

$EKF: 00:16:07, r=-0.382 p=-0.374 y=5.813 t=25 rr=0.791 rp=0.154 ry=0.526

$EKF: 00:16:07, r=-0.397 p=-0.364 y=5.818 t=27 rr=0.084 rp=0.284 ry=-0.610

$EKF: 00:16:08, r=-0.341 p=-0.382 y=5.775 t=87 rr=-0.928 rp=0.176 ry=-0.121

$EKF: 00:16:08, r=-0.343 p=-0.337 y=5.783 t=25 rr=-0.442 rp=0.652 ry=-0.696

$EKF: 00:16:08, r=-0.350 p=-0.340 y=5.764 t=25 rr=0.578 rp=-0.035 ry=-0.000

$EKF: 00:16:08, r=-0.330 p=-0.350 y=5.786 t=87 rr=-0.282 rp=0.404 ry=-0.295

$EKF: 00:16:08, r=-0.331 p=-0.360 y=5.801 t=25 rr=0.659 rp=-0.152 ry=-0.946

$EKF: 00:16:08, r=-0.357 p=-0.344 y=5.794 t=25 rr=-0.122 rp=-0.106 ry=0.157

$EKF: 00:16:08, r=-0.340 p=-0.320 y=5.748 t=87 rr=0.123 rp=-0.105 ry=0.070

$EKF: 00:16:08, r=-0.392 p=-0.296 y=5.747 t=25 rr=0.477 rp=0.553 ry=0.967

$EKF: 00:16:08, r=-0.400 p=-0.275 y=5.707 t=25 rr=-0.939 rp=9.882 ry=1.984

$EKF: 00:16:08, r=-0.449 p=-0.277 y=5.667 t=25 rr=-0.196 rp=-0.011 ry=-0.788

Колонка r= соответствует углу наклона в градусах. Отрицательные значения – наклон влево, а положительные – право.

Колонка p= соответствует углу тангажа в градусах. Отрицательные значения – наклон вниз, положительные – наклон вверх

Колонка y= соответствует углу расканья(курс) в градусах. Отрицательные значения – от нуля по часовой стрелке, положительные – от нуля против часовой стрелки.

Перемещая и поворачивая плату по разным углам и направлениям, необходимо оценить насколько устойчиво работают все три показателя. При неустойсивой работе необходимо перекалибровкой гироскопа и компаса добиться приемлемого результата. Одним из вариантов проверки является отклонение платы на некоторые заданные углы и оставление ее в покое на несколько часов. Если после этого все три показателя не уплывают, то результат можно считать приемлемым. Неудовлетворительная работа по углу рысканья связана в основном с плохо откалиброванным компасом, либо неблагоприятной магнитной обстановкой. В этом случае необходимо сменить место тестов и калибровки, например, выйти на улицу или в поле.

Показатель угла рысканья не всегда сразу встает в устойчивое положение. Отплыв на несколько градусов в течение нескольких секунд после изменения положения платы считается нормальным. Также не обязательно, что при повороте платы на 90 градусов по транспортиру покажет 90 градусов по рыску. Скорее всего нелинейность осей компаса не даст геометрических 90 градусов, ошибка будет всегда и может доходить до 10 градусов. Это нормально, главное чтобы ошибка была статической и при одних и тех же отклонениях по курсу повторялась. Даже если вам не удается добиться 100% результата работы по курсу, все равно летать можно. В процессе полета ошибка компаса компенсируется курсом GPS. В дальнейшем постепенно наступит понимание все процессов и вам удастся настроить компас корректно.

Для выявления крайних ситуаций мной были проведены тесты с практически некалиброванным компасом и постоянно кривым курсом, приходящего с компаса. Даже в этих условиях самолет будет летать и возвращаться на базу корректно, хотя курс будет держаться менее устойчиво в воздухе.

5.7.6 EKF 

 Для вычисления положения тела в пространстве на базе показания гироскопа, акселерометра и магнетометра используется алгоритм EKF (фильтр Кальмана). Для управления внутренними настройками и качеством фильтрации существуют несколько параметров. Команда CAT IMU показывает текущие установки этих параметров.

=>cat imu

EKF_Proc_Variance=0.1000

EKF_Accel_Variance=100.0000

EKF_Mag_Variance=100.0000

EKF_Accel_Gravity_Cut_Off=0.3000

=>

 

EKF_Proc_Variance – коэффициент границы вариативного шума

EKF_Accel_Variance – коэффициент степени доверия к вкладу акселерометра. Зависимость носит обратный характер. Чем меньше значение, тем больше вклад акселерометра в результат

EKF_Mag_Variance - коэффициент степени доверия к вкладу магнетометра. Зависимость носит обратный характер. Чем меньше значение, тем больше вклад магнетометра в результат

EKF_Accel_Gravity_Cut_Off – средняя граница отключения корректировки по акселерометру во время действия паразитных ускорений. Данный показатель является отклонением значения модуля вектора ускорения от стандартного 1G

Для сброса всех переменных IMU в исходное состояние используется команда RESET IMU.

Не рекомендуется летать с измененными коэффициентами настроек EKF, если вы не понимаете зачем вы их меняете и на что это влияет.

После изменений коэффициентов и чтобы не потерять значения при передергивании питания, не забывайте сохранять все изменения командой SAVE CONFIG

<< Страница 4 - Страница 5 - Страница 6 >>

Бесплатный хостинг uCoz