3-D Lagebestimmung mit Hilfe des Erdmagnetfelds

[jreuder]

Wir haben am Meteorologischen Institut in München Messflugzeuge (auf der Basis elektrobetriebener Modellflugzeuge, ca. 2m Spannweite) zur Bestimmung von Temperatur- und Feuchteprofilen in der Atmosphäre im Einsatz. Für eine Erweiterung der Messtechnik an Bord benötigen wir eine relativ genaue Lagebestimmung des Flugzeuges im Raum. Hat jemand jemand Erfahrung und know-how mit einem entsprechenden (kleinen und leichten) Messsystem, wahrscheinlich auf der Basis von Hallsensoren.
Jochen

[Suggarman]

Schau mal da:

http://www.analog.com/en/subCat/0,2879,764%255F800%255F0%255F%255F0%255F,00.html

Die Sensoren liefern die Lage um 2 Achsen und werden auch in Modellflugzeugen eingesetzt.

mfg

Stefan

[coldfirev3]

Ich glaube nicht dass ihr mit der Methode über das Magnetfeld die erforderliche Genauigkeit erhaltet.
Der Filteraufwand für die variablen Stögrößen ist viel zu umfangreich.

Alleine die Funkwellen (nicht zuletzt des Flugzeuges selber) müßten
anhand einer Sendertabelle vorgegeben sein und könnten durch alternierende und unbekannte Quellen eine erhebliche Abweichung bringen.

Erzvorkommen, Geometrie etc. bringen weitere Fehlerquellen.

Versucht es doch mittels GPS, hierbei kann eine Abweichung der
3 Dimensionen auch über die Gegenprüfung der Luftdichte erfolgen.

[Wolferl]

Ich vermute mal dass nicht die Position des Flugzeugs von Interesse ist, sondern dessen Lage/Neigung bezüglich der Erde.
Dann ists wie Suggarman schon gesagt hat sehr schwierig mit Hall- oder auch magnetoresistiven Sensoren. Die Empfindlichkeit ist viel zu gering. Da müßte man schon eher an Fluxgate- oder Protonenmagnetometer denken, die dann aber auch wieder auf die geologischen Gegebenheiten (Erzvorkommen...) reagieren.
Sensoren die die Erdbeschleunigung messen (siehe Link von Sugar) sind da besser.

[Vitis]

Als grober ansatz für die Lagebestimmung währen auch Quecksilberschalter denkbar.

Feiner wärs evtl. eine Orientierung nach der Sonne zu machen.
Kamera mit Fischaugenlinse (ich glaub das ding heisst so, oder?) nach oben gerichtet, hellster Punkt auf der Matrix währ die Sonne, Berechung für Sonnenstand mit interner Uhr und gemessenem Sonnenstand abgleichen und fertig. evtl. noch n GPS dazu für die grobe Flugrichtung und die genaue Zeit, dann sollts schon berechenbar sein. Problem währ nur Nachts, Neumond glaub ich. keine Ahnung ob ne Kamera die Sternenposition erfassen könnt.

[RCO]

Berechung für Sonnenstand mit interner Uhr und gemessenem Sonnenstand abgleichen und fertig

keine Ahnung ob ne Kamera die Sternenposition erfassen könnt

Und was, wenn es bewölkt ist?
Vielleicht könnte man hier einfach einen Neigungssensor ADXL einsetzen. ICh weiß zwar nicht genau, wie sich dieser bei Kurvenflügen verhält, aber ich denke, dass es ein realistischerer Ansatz ist.
Abgesehen davon, dass eine Bildverarbeitung recht kompliziert und Resourcenfressend ist.

Hier mal das Datenblatt:
http://www.kurt2.de/kurt2/downloads/ADXL202_10_b.pdf

MFg Moritz

Wie haben die das denn damals in der V1 gemacht? So ne Regelung muß das Uraltteil ja auch gehabt haben.

War da nicht was mit Kreisel?

[Vitis]

Der letzte Beitrag war von mir

[Stefan Easycopter]

Die hatten eine Kreisel.
Wenn es wirklich um die Fluglage geht, dann schau doch mal im Thread

https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=6523

(neigungswinkel in einem Flugzeug) .. ich hab nämlich auhc diese Problem.

Stefan

[jreuder]

Ich möchte hier das Lageproblem nochmal konkretisieren. Für unsere Anwendung brauchen wir in erster Linie die Orientierung der Fugzeuglängsachse, z.B. gegen Nord. Damit scheiden alle Ansätze über g-Vektor aus.
Jochen

[Hessibaby]

Hi,
wenn ich die Geschichte des Wernher von Braun noch richtig im Kopf habe war die V1 ein reines Projektil ohne Flugbahnkorrektur. In der V2 war neben dem verbesserten Zweistoffraketentriebwerk eine Lageregelung mit einstellbaren Quecksilberröhrchen realisiert mit deren Hilfe konnte der berechnete Flugwinkel bis zum Ende des Treibstoffes gehalten werden.

Gruß Hartmut

die Orientierung ist vermutlich ein heikles Thema ... vor allem wenn ihr Kurs und Lage (bzgl. Horizont) genau kennen müsst.

zunächst fällt mir nur ein Kompass ein (Magnet), aber funktioniert das in einem Flugzeug (mit Metallteilen, Motor usw...)? Wie machen denn das die "echten" Flieger? Den müsste man mit einer Lagenkontrolle (g -Messung) kombinieren.

Sonst bleibt nur einen Trägheitsnavigation (INS), das ist aber
- schwer und deswegen
- teuer
- auch hier wieder der Verweis auf den oben zitierten Thread

Stefan

[Wolferl]

Versteh ich dich jetzt richtig, du suchst einen elektronischen Kompass?
vielleicht wären magnetoresistive Sensoren geeignet.

Wolfgang

[Manf]

Zum Thema elektronischer Kompaß gab es hier ja schon ein paar Stellungnahmen . Es ist sicher gut sich auch einmal anzusehen, was die verfügbaren Module können.
Ich habe noch keine eingesetzt.
Manfred

https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=28334#28334
Es gibt aber auch Kompassmodule (z.B. CMPS03 von Devantech oder 2XCM-I von Kaot-Dar) die permanente Felder ausblenden können. Dazu wird der Kompass auf dem Bot oder Fahrzeug kalibriert, indem die aktuelle Ausrichtung des Magnetfeldes (Erdmagnetfeld + Störfeld) für jede Himmelsrichtung bestimmt und nichtflüchtig im Kompass abgelegt wird.

[karaya]

Der Kreiselkompass beim echten Flugzeug wandert im Laufe der Zeit aus und muß regelmäßig nachgerichtet werden - am guten alten Magnetkompass.

Letzterer funktioniert im Flugzeug übrigens prima (solange man geradeaus in gleichbleibender Höhe fliegt), man muß nur die Ablenkung durch Metallteile mittels kleiner Magneten "kompensieren".

Verkehrsflugzeuge haben zusätzlich Trägheitsnavigation.

[Fritzli]

Hallo

Der hier: http://www.nongnu.org/paparazzi misst die Fluglage (Quer- und Längsachse) indem er mit Infrarotsensoren den Horizont ausmisst (Prinzip optischer Autopilot). Irgendwo schlägt er auch vor, man könnte damit im Flugzeug eine Plattform über 2 Achsen stabiliseren und darauf z.B. Kamera oder Magnetkompass montieren. So wäre die Fluglage und Richtung immer bekannt. Braucht aber ein bisschen Platz.

Gruess
Felix

[sonic]

Alternativ gäbe es die Möglichkeit der Inertialnavigation + GPS. Gerade als Institut sollte man an sowas besser rankommen (Joint Venture?). Aktuell werden Faserkreisel zusammen mit GPS benutzt. Ist im Moment ziemlich Hip, sogar bei uns an der FH wurden schon Faserkreisel gebaut.

Gruß, Sonic

[superjany]

Mit Erdmagnetfeld ist da glaube ni viel zu machen. Schildkröten arbeiten vermutlich auf dieser Basis, aber wie genau? das weiß man nicht - demnach wird es wohl auch keinen technischen Ansatz geben. Wäre aber auf jeden Fall spannend...

Jan

[UlliC]

Ich möchte hier das Lageproblem nochmal konkretisieren. Für unsere Anwendung brauchen wir in erster Linie die Orientierung der Fugzeuglängsachse, z.B. gegen Nord. Damit scheiden alle Ansätze über g-Vektor aus.
Jochen


Hallo Jochen,

ich habe gute Erfahrungen mit einem Compass Modul namens Vector 2X von PNI Corporation gemacht. Selbst im Gebäude gab es nur geringe Mißweisungen.
Problematisch könnte jedoch der Fehler durch den Nickwinkel des Flugzeuges werden. Wenn dieser Winkel zu groß wird, muß ggf ein INS eingesetzt werden. Systeme mit 6 Freiheitsgraden gibt es mittlerweile für ca 500 US$.

MfG
Ulli

[erik.rostock]

so ein problem habe ich auch: ich möchte gerne die achsen meines modellflugzeuges kontrollieren
wie macht man das am leichteseten für geldbeutel und gewicht ?
quecksilberschalter?

[UlliC]

so ein problem habe ich auch: ich möchte gerne die achsen meines modellflugzeuges kontrollieren
wie macht man das am leichteseten für geldbeutel und gewicht ?
quecksilberschalter?

Hallo erik.rostock,

versuch's doch mal mit einer Fernsteuerung....

Aber Spaß beiseite, Quecksilberschalter sind wegen ihrer Verzögerungszeit und der Hysterese kaum geeignet.
Besser und leider auch teuerer sind sog. Ein- oder Zwei Achs Flächenkreisel für Flugmodelle.

MfG
Ulli

[erik.rostock]

danke für die info's
PS: eine fernsteuerung hab ich schon (MC-20 GRAUPNER wenns dir was sagt)