Wie wählt man die richtige IMU für UAVs aus?

Als UAV-Hersteller oder -Entwickler wissen Sie, wie wichtig es ist, die richtige Inertial Measurement Unit (IMU) für die Leistung Ihres UAV auszuwählen. Die Wahl der falschen IMU kann sich auf alles auswirken – von der Flugstabilität bis zur Datengenauigkeit. Glauben Sie mir, ich habe aus erster Hand gesehen, wie eine Fehlkalkulation bei der Sensorauswahl die gesamte Mission gefährden kann, was nicht nur zu finanziellen Verlusten, sondern auch zu Verzögerungen und Frustration für Ihr Team führt.

Wie stellen wir also sicher, dass wir die richtige IMU auswählen? Dabei bin ich hier, um Ihnen zu helfen.

UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) verwenden je nach Anwendung typischerweise IMUs taktischer oder industrieller Qualität. Taktische IMUs bieten höhere Präzision und Stabilität, was für Militärdrohnen oder solche, die eine genaue Langzeitnavigation erfordern, unerlässlich ist. Im Gegensatz dazu eignen sich IMUs in Industriequalität eher für kommerzielle Drohnen und bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosten und Leistung. Beide Typen messen Orientierung, Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit, um einen stabilen Flug und eine präzise Navigation unter unterschiedlichen Bedingungen zu gewährleisten.

Lassen Sie uns nun tiefer auf die wichtigsten Faktoren und Fragen eingehen, die Sie stellen sollten, um sicherzustellen, dass Sie die richtige IMU für Ihre UAVs auswählen.

Was ist eine IMU und warum ist sie für UAVs wichtig?

Bevor wir uns mit den Einzelheiten der IMU-Auswahl befassen, stellen wir sicher, dass wir uns alle darüber im Klaren sind, was eine IMU tatsächlich tut.

IMU oder Inertial Measurement Unit ist eine Sensoreinheit, die aus Gyroskopen, Beschleunigungsmessern und manchmal auch Magnetometern besteht. Dieses Gerät misst Winkelgeschwindigkeit, Beschleunigung und manchmal auch die magnetische Feldstärke – wichtige Datenpunkte für UAV-Flugsteuerungssysteme zur Aufrechterhaltung von Stabilität und präziser Bewegung.

Vereinfacht ausgedrückt ist Ihre IMU das Innenohr Ihres UAV. So wie Sie sich auf Ihr Innenohr verlassen, um das Gleichgewicht und die räumliche Wahrnehmung aufrechtzuerhalten, nutzt ein UAV seine IMU, um zu „wissen“, wo es sich befindet und wie es sich bewegt, insbesondere in Umgebungen ohne GPS.

Welche Genauigkeit benötigen Sie für die IMU Ihres UAV?

Genauigkeit ist wahrscheinlich das Erste, was einem in den Sinn kommt, wenn man über die Wahl einer IMU nachdenkt, und das aus gutem Grund. Der Grad der Genauigkeit, der für die Mission Ihres UAV erforderlich ist, wirkt sich direkt darauf aus, welche Art von IMU Sie in Betracht ziehen sollten. Wenn Sie mit High-End-UAVs arbeiten, die für kritische Aufgaben wie militärische Aufklärung, Kartierung oder Industrieinspektionen eingesetzt werden, muss Ihre IMU präzise und zuverlässige Daten liefern.

Hier ist eine Aufschlüsselung dessen, worauf Sie basierend auf Ihrer Bewerbung achten sollten:

Hochpräzise IMUs : Diese werden für UAVs benötigt, die bei Luftkartierungen, Vermessungen oder militärischen Einsätzen eingesetzt werden, bei denen genaue Messungen von Position und Bewegung von entscheidender Bedeutung sind. Sie sollten eine IMU mit einer Gyroskop-Vorspannungsstabilität von weniger als 1°/h und einer Beschleunigungsmesser-Vorspannungsstabilität unter 0,1 mg anstreben.
Standard-IMUs : Für weniger anspruchsvolle Anwendungen wie Verbraucherdrohnen oder den Einsatz in der Leichtindustrie, bei denen Präzision nicht geschäftskritisch ist, reicht eine günstigere IMU mit mäßiger Genauigkeit aus. Der Fokus liegt hier auf der Aufrechterhaltung eines stabilen Fluges und nicht auf hochpräzisen Daten.

Die von Ihnen ausgewählte IMU muss die Genauigkeitsanforderungen Ihrer Anwendung erfüllen. Sie möchten nicht zu viel für eine High-End-IMU bezahlen, wenn Sie nicht ihr volles Potenzial ausschöpfen, aber Sie möchten auch keine Abstriche machen, wenn die Leistung Ihres UAVs von Präzision abhängt.

Wie wichtig sind Größe und Gewicht der IMU für UAVs?

Insbesondere bei kleineren UAVs sind Größe und Gewicht entscheidende Faktoren. Jedes Gramm zählt, wenn Sie versuchen, Flugzeit und Manövrierfähigkeit zu maximieren. Je größer die IMU, desto mehr wiegt sie, und das bedeutet weniger Platz für Nutzlast oder eine kürzere Flugdauer. Andererseits könnte eine zu starke Reduzierung der IMU-Größe die Leistung beeinträchtigen, insbesondere unter rauen Bedingungen.

Meiner Erfahrung nach ist es entscheidend, das richtige Gleichgewicht zwischen Größe, Gewicht und Leistung zu finden. So denken Sie darüber nach:

Miniaturisierte IMUs : Diese leichten, kompakten IMUs sind ideal für kleine Drohnen und bieten eine angemessene Genauigkeit und einen geringen Stromverbrauch. Sie eignen sich hervorragend für Drohnen der Verbraucherklasse oder leichte kommerzielle Anwendungen, bei denen Tragbarkeit wichtiger ist als ultrahohe Präzision.
IMUs in Standardgröße : Am besten geeignet für mittelgroße bis große UAVs, bei denen das zusätzliche Gewicht und die zusätzliche Größe der IMU toleriert werden können. Diese Einheiten bieten häufig eine höhere Genauigkeit und Haltbarkeit und eignen sich daher ideal für professionelle Anwendungen wie Vermessungen oder industrielle Inspektionen.

Bei GuideNav haben wir mit vielen Kunden zusammengearbeitet, die maßgeschneiderte IMUs benötigten, die zu ihren spezifischen UAV-Designs passten, um sicherzustellen, dass sie optimale Leistung erhalten, ohne Kompromisse bei Gewicht oder Platz einzugehen.

Wie langlebig sollte Ihre IMU für UAV-Anwendungen sein?

Seien wir hier ehrlich. UAVs, insbesondere solche, die in industriellen oder militärischen Anwendungen eingesetzt werden, funktionieren nicht in idealen Umgebungen. Ob extreme Temperaturen, starke Vibrationen oder unsanfte Landungen – Ihre IMU muss den unterschiedlichsten Belastungen standhalten. Daher sollte die Haltbarkeit ein zentraler Gesichtspunkt bei Ihrem Auswahlprozess sein.

Robuste IMUs : Wenn Ihr UAV unter rauen Bedingungen eingesetzt wird, beispielsweise in Verteidigungs- oder Schwerindustrieumgebungen, benötigen Sie eine IMU, die damit umgehen kann. Suchen Sie nach Geräten, die auf Stöße, Vibrationen und extreme Temperaturen getestet wurden.
Standard-IMUs : Für UAVs, die in kontrollierteren Umgebungen eingesetzt werden, beispielsweise im Innenbereich oder beim Freizeitfliegen, ist eine Standard-IMU mit weniger Schwerpunkt auf Robustheit völlig ausreichend.

Bei GuideNav haben wir robuste IMUs an Kunden geliefert, die in einigen der anspruchsvollsten Umgebungen der Welt arbeiten, von Wüstenhitze bis hin zu eiskalten Tundren, um sicherzustellen, dass ihre UAVs unabhängig von den Bedingungen funktionsfähig bleiben.

Welchen Einfluss hat der Stromverbrauch auf die IMU-Auswahl?

Der Stromverbrauch ist ein weiterer kritischer Faktor, insbesondere bei UAVs, die die Flugzeit maximieren müssen. Je mehr Strom Ihre IMU verbraucht, desto schneller wird die Batterie des UAV entladen, wodurch die Betriebszeit begrenzt wird.

IMUs mit geringem Stromverbrauch : Diese sind ideal für UAVs, bei denen lange Flugzeiten im Vordergrund stehen, wie sie beispielsweise für die Luftüberwachung oder längere Inspektionen verwendet werden. Der geringe Stromverbrauch stellt sicher, dass die IMU den Akku nicht zu schnell entlädt, was längere Missionsdauern ermöglicht.
Hochleistungs-IMUs : Wenn Sie sich in einer Situation befinden, in der Genauigkeit und Leistung wichtiger sind als Energieeinsparung, entscheiden Sie sich möglicherweise für eine IMU, die mehr Energie verbraucht, aber die erforderliche High-End-Leistung liefert.

Es ist wichtig, den Stromverbrauch mit den Leistungsanforderungen Ihres UAV in Einklang zu bringen. Sie möchten sicherstellen, dass Ihr UAV seine Mission ohne häufiges Aufladen erfüllen kann, jedoch nicht auf Kosten der Datengenauigkeit oder -zuverlässigkeit.

Mit wie viel sollten Sie für eine hochwertige IMU rechnen?

Reden wir über Geld. Die Kosten einer IMU variieren stark je nach Ausstattung, Präzision und Haltbarkeit. Auch wenn es verlockend ist, die Kosten zu senken, sollten Sie vorsichtig sein, wenn Sie nicht zu wenig in Ihre IMU investieren, da dies zu einer suboptimalen Leistung oder der Notwendigkeit später teurer Ersatzprodukte führen könnte.

High-End-IMUs : Der Preis liegt typischerweise zwischen 1.000 und 10.000 US-Dollar, je nach erforderlicher Präzision und Robustheit. Sie werden für professionelle Anwendungen wie Militärdrohnen, Vermessungen und Industrieinspektionen eingesetzt.
Budget-IMUs : Auf der anderen Seite kosten IMUs für Verbraucher zwischen 50 und 500 US-Dollar. Sie sind zwar günstiger, weisen jedoch Kompromisse in Bezug auf Genauigkeit und Haltbarkeit auf, sodass sie sich besser für Hobbydrohnen oder unkritische Anwendungen eignen.

Warum Sie benutzerdefinierte IMUs von GuideNav in Betracht ziehen sollten

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, eine handelsübliche IMU zu finden, die perfekt zu den Anforderungen Ihres UAV passt, könnte eine individuelle Anpassung die Lösung sein. Bei GuideNav sind wir auf die Bereitstellung maßgeschneiderter IMU-Lösungen spezialisiert, die auf Ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind. Ganz gleich, ob Sie nach hochpräzisen Sensoren für militärische UAVs oder robusten, leichten IMUs für Industrieanwendungen suchen, wir verfügen über das Fachwissen, um genau das zu liefern, was Sie brauchen.

Wir wissen, dass kein UAV-Projekt dem anderen gleicht. Deshalb arbeiten wir eng mit unseren Kunden zusammen, um IMUs zu entwickeln, die sich nahtlos in ihre Systeme einfügen und beispiellose Genauigkeit, Haltbarkeit und Leistung bieten. Mit über einem Jahrzehnt Erfahrung im Bereich der Trägheitsnavigation genießen wir das Vertrauen führender Organisationen in mehr als 35 Ländern. Wenn Sie sicherstellen möchten, dass Ihre UAVs mit der besten IMU für den jeweiligen Auftrag ausgestattet sind, zögern Sie nicht, Kontakt mit uns aufzunehmen.