Wie genau sind Höhenmesser?

Ich baue einen Quadrocopter und möchte Drift mit einer nach unten gerichteten Kamera verhindern. Um dies richtig zu machen, muss ich die Höhe der Drohne vom Boden aus ermitteln. Offensichtlich kann der Boden variieren, also wäre vielleicht so etwas wie Radar eine Idee, aber ich habe mich gefragt ... wie genau sind Höhenmesser (elektronisch) heutzutage?

Warum muss man die Höhe wissen? Weil die Geschwindigkeit, mit der sich die Szenerie bewegt, je nach Höhe variiert? Ich denke, das könnte durch einen Feedback-Controller kompensiert werden, oder? Es versucht nur, die Bewegung des Bodens zu minimieren, nicht die Geschwindigkeit daraus zu berechnen.

Antworten (2)

Wenn Sie Ihr Design lose auf der Parrot-Drohne basieren, verwenden sie einen nach unten gerichteten Ultraschall-Entfernungsmesser. Ich bin mir der genauen Marke nicht sicher, aber es sieht aus wie ein PING- oder Devantech-Entfernungsmesser.

Unterschiedliche Modellnummern unterscheiden sich in Reichweite und Genauigkeit. Die meisten liegen im Bereich von 2-5 Metern und haben eine Genauigkeit von etwa 2-5 cm. Offensichtlich bestimmt je mehr Sie für den Sensor bezahlen, wie genau der Sensor ist.

Sowohl Acroname als auch Sparkfun haben eine gute Auswahl an Ultraschall-Entfernungsmessern.

Möglicherweise können Sie auch eine andere Art von Entfernungsmesstechnologie verwenden. Ich habe IR- und Laser-Entfernungsmesser gesehen, die in vielen Robotikanwendungen verwendet werden. Für einen Quadrotor scheint der Ultraschall-Entfernungsmesser in Bezug auf Kosten und Leistung am besten zu sein.

Brillant! Danke für die tolle Antwort; Ultraschall scheint der richtige Weg zu sein. Ich werde auch einen Höhenmesser verwenden, damit ich einen größeren Bereich von Messungen erhalten kann (aber offensichtlich weniger genaue).

Die Antwort läuft effektiv auf zwei Fragen hinaus:
„Wie viel möchten Sie ausgeben?“
„Was sind Ihre Größenanforderungen?

Realistischerweise gibt es drei Möglichkeiten, die Höhe zu messen, ohne auf den Boden darunter zu schauen:

  • GPS - Nicht sehr genau (~3m), es sei denn, Sie kennen Leute beim Militär.
  • Trägheitsmessung - Teuer, wenn Sie eine anständige Präzision wünschen. Könnte theoretisch überall funktionieren.
  • Barometrie - Erfordert eine Luftsäule. Sparkfun hat eine , die eine Auflösung von 9 cm beansprucht.
Ein barometrischer Sensor mit einer Auflösung von 9 cm klingt zu gut, um wahr zu sein, und ich denke, er sollte mit mehr als einer Prise Vorsicht eingenommen werden. Erstens sind sie Absolutdrucksensoren, daher müssen sie bei sich änderndem Luftdruck (Wetter) für die Höhe neu kalibriert werden. Dann ist dies die Auflösung , was bedeutet, dass die theoretische Höhenänderung (Druckänderung) durch 1 LSB dargestellt wird. Das ist jedoch keine Genauigkeit . Das hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie Linearität und Rauschen. Wenn Ihr LSB von 5 Bit Rauschen übertönt wird, reduziert sich Ihre effektive Auflösung auf 3 m. Was in jeder Hinsicht immer noch sehr gut wäre.
GPS-Hinweis: Tatsächlich gibt es einen zweiten Weg, um die genaue Höhe aus dem GPS zu ermitteln: Sitzen Sie etwa einen Tag lang still. Nicht nützlich für das vorliegende Projekt, aber die Technik wird von Leuten wie dem National Geodetic Survey in einigen ihrer Geräte verwendet.
Sie sollten in der Lage sein, mit einem Single-Ended-GPS-Setup auf ~ 1 m herunterzukommen, vorausgesetzt, Sie haben einen relativ anständigen Sensor (ich glaube, dass die uBlox-Linie für die Kosten ziemlich gut ist). Wenn für GPS-Messungen eine höhere Genauigkeit erforderlich ist, können Sie zu einem differenziellen GPS-Setup wechseln. Dies ist im Umfang von Hobbyprojekten SEHR teuer, aber sehr genau (Subdezimeter- oder Zentimetergenauigkeit, je nach verwendetem Algorithmus).
Vielen Dank für Ihre Kommentare. Diese werde ich bei der Konstruktion des Stabilitätssystems auf jeden Fall berücksichtigen.
Die 3-m-Zahl gilt für die Positionsgenauigkeit in der Breiten-/Längenebene, aber nicht für die Höhe.
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