Pixhawk飞控加速度计校准步骤
准备好加速度计校准用到的硬件和软件:Pixhawk飞控、计算机、Micro USB线、Mission Planner地面站(图3-32~图3-34)。
图3-32 Pixhawk飞控
图3-33 Micro USB线
图3-34 Mission Planner地面站
用Micro USB线连接飞控和计算机(图3-35)。
图3-35 Micro USB线连接飞控
打开Mission Planner软件,进入飞行数据页面,在右上角串口号位置,选择下拉列表中的PX4 FMU串口号,波特率设置为115200。然后单击右上角“连接”图标即可连上飞控,获取飞控数据(图3-36)。
图3-36 地面站连接设置
进入初始设置选项,单击“必要硬件”按钮,选择加速度计校准(图3-37)。
图3-37 加速度计校准选项
按提示放置飞控,总共有6个提示,分别是飞控板水平放置、飞控板左向放置、飞控板右向放置、飞控板箭头朝下放置、飞控板箭头朝上放置、飞控板背面向上放置。每一步完成后单击“完成”按钮。所有姿态都完成之后,会显示校准成功(图3-38、图3-39)。
图3-38 按提示摆放飞控
图3-39 加速度计校准成功
【任务实施】
无人机在故障检修时,为避免产生安全事故,对他人和自己造成伤害,排故检修人员必须遵守一定的安全使用和检查操作规范。
一、排故前注意事项
(1)飞控已经连接好遥控器接收机,并拆掉螺旋桨和动力电池;
(2)检修前准备好相关的工具盒和材料盒,做好工具三清点工作,拆卸下来的零部件要摆放好;
(3)排故前,确保飞控正确安装,并做好减振措施。
二、Pixhawk飞控加速度计的检修
1.查看故障信息
(1)通过Micro USB线或者数传将飞控连接上Mission Planner地面站。
(2)打开遥控器,并试图解锁,此时,在地面站HUD窗口可以看见红色的Pre-Arm错误提示,如果没有任何提示,一般是解锁通道不正确,导致飞控无法感知解锁操作。
(3)查看故障信息。
2.明确故障信息含义
“Accels not healthy”代表加速计不健康,“Accels inconsistent”表示加速度计不一致。
3.检修
(1)如果故障信息是“Accels not healthy”,可能的原因是加速度计硬件出了问题;也有可能是刷了固件之后,马上启动飞控,导致报这个错误。
解决方案如下:
1)查阅芯片资料,检查加速度计硬件,注意飞控上有两个加速度计:一个和陀螺仪集成在一起;另一个和磁力计集成在一起。检查的时候需要用示波器和万用表对两个加速度计都进行检查,如果硬件出现问题,需要及时更换芯片,并重新刷固件,重新校准加速度计。
2)如果硬件没问题,需要重新给飞控上电,并重新连接。
(2)如果故障信息是“Accels inconsistent”,这是由于两个加速度计出现读数不一致的现象,差值超过1 m/s²。可能的原因是其中一个加速度计硬件故障,或者是加速度计标定不正确。
解决方案如下:
按照上一步的方法检查硬件是否故障,如果没有故障,则重新上电,并重新进行加速度计校准。
【拓展阅读】
国产石英挠性加速度计助力“天舟一号”顺利完成任务
加速度计的应用非常广泛,小到手机里的计步器,大到航天、航空、船舶、兵器、石油、岩土工程等诸多领域,其最典型的应用是和陀螺仪搭档构成威力巨大的IMU。
不同于消费级无人机装配的MEMS加速度计,航空航天领域对加速度传感器的质量要求严苛得多,所以在火箭、导弹、民航客机上装配的加速度计采用的是高精度的石英挠性加速度计。石英挠性加速度计是一种通过敏感石英摆片相对位置变化来检测加速度的精密惯性传感器,通过计算可以准确获得系统的速度和位置,为各类系统的导航、制导、控制、调平等提供精确的加速度测量信号。
在2017年4月20日,伴随着“天舟一号”的顺利发射升空以及两天后与“天宫二号”空间实验室成功进行自动交会对接,标志着“太空快递员”的“天舟一号”不仅开启了我国空间站时代,也使得重要部件——石英挠性加速度计留下了浓墨重彩的一笔(图3-40)。
图3-40 石英挠性加速度计
这个由中国航天科工集团第三研究院第三十三研究所研制的功勋产品,继助力神舟飞船历次飞行任务、嫦娥系列飞行任务之后,又以稳定的表现为我国航天事业发展提供了重要技术保证。
“天舟一号”搭载的石英挠性加速度计,一方面用于测量飞船飞行过程的线加速度,为飞船确定自身方位提供信息;另一方面用于精确测量荷载六自由度的空间运动,帮助平台精准消除振动。
随着技术的不断突破,国产石英挠性加速度计将有望在更加宏伟的空天探测任务中,再次带给人们新的、更大的惊喜。
【巩固提高】
1.对在地球表面飞行的无人机来说,它上面的加速度计测量的就是其运动加速度吗?
2.简述加速度计工作原理。
3.简述Pixhawk飞控上的加速度计校准方法。
4.为什么要对加速度计进行校准?