2014年2月24日月曜日

NAZA-Mの飛行モードとセンサーの関係

NAZA-Mの飛行モードが分かりづらかったので、自分なりに調べた情報をまとめました。間違っていたらごめんなさい。

【搭載されているセンサーの確認。】

 IMU本体
  ・ジャイロセンサー X軸、Y軸、Z軸の回転を認識します。
  ・加速度センサー X軸、Y軸、Z軸方向の加速を認識します。
  ・気圧計      高度を認識します。

 GPSモジュール
  ・GPS   地球上における座標(緯度、経度、高度)を認識します。
  ・コンパス 向いている方向を認識します。


【飛行モード】

・Manual モード
 通常のヘリコプターのように舵をきった方向に機体が傾き、スティックを離しても、その姿勢を保持します。

  MCの仕事
   ・ジャイロセンサーの情報を元に、プロポの操作量に応じて機体の傾きの増減をします。相対的な操作なので、プロポのセンターで増減0となります。

  トラブル事例
   ・MCが機体に正確に取付けられていないと、正しく制御出来ません。
   ・両面テープの劣化で飛行中にMCが剥がれる場合があります。

・Atti. モード
 プロポの操作量に応じて機体の角度を絶対的に制御します。プロポがセンターの状態で機体が水平になります。加えて、高度の維持を自動で行います。

  MCのお仕事
   ・ジャイロセンサーの情報を元に、プロポの操作量に応じて機体角度を変化させます。プロポの中央=水平になるように、絶対的に変化させます。
   ・加速度センサーを確認し、流された方向に当て舵を切ります。機体がどれくらい流されたかは認識出来ません。
   ・気圧計を監視し、変化しないように高度を変化させます。気圧は常に変化しますが、変化量は少ないので、結果的に高度を維持できます。

  トラブル事例
   ・ジャイロの水平がとれていないと、スティックを戻しても傾きが残ります。風とは違う向きに流される場合水平が取れていません。

 ・GPS Atti. モード
  Atti. モードに加え、GPSで取得した位置に留まるようになります。

  MCのお仕事
   ・ジャイロセンサーの情報を元に、プロポの操作量に応じて機体角度を変化させます。プロポの中央=水平になるように、絶対的に変化させます。
   ・加速度センサーを確認し、流された方向に当て舵を切ります。
   ・気圧計を監視し、変化しないように高度を維持します。
   ・GPSの捕捉数が規定以上になった場合に、取得した緯度、経度、高度に留まるように制御します。上方向はジャイロセンサーで既に分かっていますが、緯度経度のズレはどちらに進めばいいか分からないので、コンパスで機体の向きを確認し修正方向に移動します。

  トラブル事例
   ・コンパスの取付け方向が間違っていると進行方向を誤認するので、一定方向に移動し続けます。強力な磁石や送電線による誤差等によっても同様の事例が発生します。

【各モードのセンサーの使われ方】
 
Manual
モード
Atti.
モード
GPS Atti.
モード
ジャイロセンサー
加速度センサー  
気圧計  
GPS    
コンパス    

この表を見て分かるように、トラブルが発生しやすいGPS/コンパスはAtti.モードにすることで切り離せます。山間やビル陰などけっこう頻繁にGPSロストは発生しますので、最低限でもAtti.モードで飛ばせることは必須だと思います。

 具体的には、Atti.モードで風に流された場合当て舵が必要ですが、その状態でも最低限の移動が出来るようになることです。