Inertiamittayksikön suorituskykyvaatimukset dronen autopilottijärjestelmässä

Abstract

Dronejen käyttö on lisääntynyt paljon viime vuosina sekä siviili- että viranomaiskäytössä. Harrastekäyttö lisääntyy, mutta droneja käytetään yhä useammin myös ammattilaisten toimesta sekä kaupallisissa- että viranomaistarkoituksissa. Dronejen käytöllä voidaan parantaa tehokkuutta, turvallisuutta tai vähentää kus-tannuksia. Tämä kasvava markkina tarjoaa houkuttelevia mahdollisuuksia sekä komponenttien että ohjel-mistojen toimittajille. Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia dronejen autopilottien inertia-antureiden vaatimuksia. Toimeksianta-jana toimi yritys, joka on erikoistunut datan keräämiseen, analysointiin sekä algoritmikehitykseen. Yrityksellä on kokemusta datankeräämisestä monenlaisista laitteista ja tilanteista, mutta dronet ovat uusi osa-alue. Työ tehtiin yhteistyössä MEMS-antureita valmistavan yrityksen ja dronevalmistajan kanssa. MEMS-antureita valmistava yritys on kiinnostunut dronemarkkinoiden kasvavista mahdollisuuksista. Dronevalmistaja oli kiinnostunut nykyisten ja uusien antureiden suorituskyvyn vertailusta ja tältä yritykseltä saatiin myös laite käyttöön testilentoja varten. Tutkimuksessa yhdistettiin laadullisia, määrällisiä ja kokeellisia menetelmiä kehittämistutkimuksellisella otteella. Näillä menetelmillä pyrittiin vastaamaan kahteen tutkimuskysymykseen. Laadullisia menetelmiä käytettiin tiedon keräämiseen nykyisistä autopiloteista ja antureista. Määrällisiä ja kokeellisia menetelmiä käytettiin anturidatan keräämiseen ja analysointiin todellisista lentotilanteista. Aineistoa kerättiin useista lennoista käyttäen kahta dronea. Suurin osa datasta kerättiin isolla dronella, joka on tarkoitettu ammattikäyttöön. Yksi vertailulento tehtiin pienellä harrastedronella. Isoon droneen kiinnitettiin erillinen mittalaitteisto, joka sisälsi referenssilaitteen sekä muita antureita vertailua varten. Datan keräämisen ja analysoinnin jälkeen mietittiin seuraavia askeleita näiden tulosten perusteella. Tutkimuksen tuloksena saatiin tietoa siitä, minkälaisia mitta-alueita antureilta vaaditaan. Toisaalta vaikutti siltä, että useimpien nykyisten gyroskooppien mitta-alueet olivat tarpeettoman suuria, mutta kiihtyvyysantureiden tapauksessa suurelle mitta-alueelle näytti olevan perusteita. Syynä tähän olivat dronessa esiintyvät voimakkaat tärinät. Jatkotutkimuksissa voitaisiin kerätä dataa vielä dynaamisemmista tilanteista isolla dronella, jotta myös tällaisten tilanteiden vaatimukset saadaan selville.