Перейти к содержимому

Урок 10 из 43 · Модуль 2. Калибровка акселерометра и компаса

Mission Planner для технического персонала · Урок 10 из 43 · Модуль 2. Ввод аппарата в эксплуатацию

Две базовые калибровки, от которых зависит всё остальное. Особое внимание компасу: это самый капризный датчик на аппарате.

Никакой объём тюнинга не компенсирует некорректно откалиброванный акселерометр. Большинство проблем с уводом в LOITER — это компас.

Содержание

1. Цели урока

После этого урока вы будете понимать:

  • как правильно провести шестипозиционную калибровку
  • когда достаточно быстрой Calibrate Level
  • чем hard-iron отличается от soft-iron искажений
  • как бороться с влиянием тока на показания компаса
↑ К оглавлению

2. Калибровка акселерометра

Процедура определяет смещения и масштабные коэффициенты трёх осей акселерометра для каждого установленного на плате IMU (обычно их два или три).

Полная калибровка (Accel Calibration)

Программа последовательно просит установить аппарат в шесть положений: level (горизонтально), left side, right side, nose down, nose up, on its back. Требования к процедуре:

  • аппарат должен быть неподвижен в каждом положении;
  • положения должны быть точными: используйте ровный стол, при необходимости — уровень;
  • «горизонтально» означает горизонтально по конструкции аппарата, а не по плате;
  • каждое нажатие кнопки фиксирует показания; между нажатиями аппарат не двигают.
Не держите аппарат в руках: Дрожание рук вносит шум, который калибровка воспримет как смещение. Используйте стол и подставки. Для крупных аппаратов подойдёт коробка или ящик с вырезом.

Калибровка горизонта (Calibrate Level)

Отдельная кнопка, требующая только одного положения — горизонтального. Она корректирует параметры AHRS_TRIM_X и AHRS_TRIM_Y, то есть учитывает наклон установки платы относительно корпуса.

Когда достаточно Calibrate Level: Полную шестипозиционную калибровку делают один раз при сборке или после механических изменений. Если аппарат в полёте немного уводит вбок в режиме ALT_HOLD, но в остальном ведёт себя нормально, чаще всего достаточно поставить его на ровную площадку и нажать Calibrate Level.

Проверка результата

После калибровки в горизонтальном положении на ровной поверхности:

  • в HUD крен и тангаж должны показывать 0 ± 1°;
  • в DATA → Status поля ax, ay близки к нулю, az близко к −9,81 (или +9,81 в зависимости от знака в конкретной версии).
↑ К оглавлению

3. Калибровка компаса

Магнитометр — самый капризный датчик на аппарате. Большинство проблем с уводом в LOITER, круговым дрейфом (эффект «toilet bowl») и ошибками EKF связаны именно с ним.

Идеальная калибровка даёт сферу с центром в нуле. Смещение центра — hard-iron (постоянные магниты, металл рядом). Эллипс — soft-iron или влияние тока

Идеальная калибровка даёт сферу с центром в нуле. Смещение центра — hard-iron (постоянные магниты, металл рядом). Эллипс — soft-iron или влияние тока

Виды магнитных помех

Тип помехи Источник Лечение
Hard-iron Постоянные магниты моторов, ферромагнитные крепежи, динамики Обычная калибровка (offsets)
Soft-iron Искажение поля стальными и никелевыми деталями Калибровка с определением эллипсоида (diagonals)
От тока Магнитное поле силовых проводов и моторов, пропорциональное току COMPASS_MOT_* или CompassMot / MagFit по логу
Внешняя Арматура в бетоне, ЛЭП, автомобили Смена места калибровки и взлёта

Процедура Onboard Calibration

  1. Отойдите от строений, машин, арматуры минимум на 10–15 метров. Асфальт над арматурой и бетонные площадки — плохое место.
  2. Снимите с себя часы, телефон, ключи.
  3. SETUP → Mandatory Hardware → Compass → Start.
  4. Вращайте аппарат вокруг всех трёх осей, стараясь «закрыть» полную сферу: держите его носом вверх и крутите, носом вниз и крутите, на каждом боку и крутите.
  5. Полосы прогресса заполняются по каждому компасу. Процедура занимает 1–3 минуты.
  6. По завершении программа покажет fitness (качество подгонки) и предложит перезагрузку.
Fitness Оценка
≤ 8 Отлично
8–16 Приемлемо, обычно достаточно
16–30 Плохо; ищите источник помех, повторите в другом месте
≥ 30 Компас непригоден в текущей установке
Выключайте лишние компасы: Внутренний компас платы, расположенный рядом с силовой электроникой, почти всегда хуже внешнего на мачте. Если внешний компас работает хорошо, отключите внутренний: снимите галочку Use в списке компасов или установите COMPASS_USE2 = 0. Один хороший компас лучше, чем один хороший плюс один шумящий.

Компенсация влияния тока

При больших токах поле силовых проводов заметно искажает показания. Два способа компенсации:

CompassMot (классический, требует площадки). Аппарат фиксируется, винты устанавливаются, газ плавно поднимается. Программа замеряет зависимость искажения от тока. Требует надёжного закрепления аппарата и опасен.

MagFit по логу (современный, рекомендуемый). Выполняется полёт с разными режимами тяги и разворотами, затем лог обрабатывается инструментом MAVExplorer magfit или веб-сервисом. Полученные значения записываются в параметры.

Лучшее решение — механическое: Никакая программная компенсация не заменит правильного размещения. Внешний компас на мачте высотой 10–15 см над рамой, силовые провода скручены попарно, GPS-модуль с компасом вынесен от питания — и калибровка перестаёт быть проблемой.

Магнитное склонение

Параметр COMPASS_DEC (в радианах) учитывает разницу между магнитным и истинным севером. При включённой опции Automatic Declination значение подставляется автоматически по координатам GPS из встроенной модели. Оставьте автоматический режим включённым.

↑ К оглавлению

4. Чек-лист самопроверки

Урок освоен, если каждый пункт выполнен на практике:

  • Акселерометр откалиброван, углы на ровной поверхности 0 ± 1°
  • Компас откалиброван вдали от металла, fitness не более 16
  • Лишние компасы отключены
  • Курс в HUD соответствует реальному направлению
Результат: все пункты выполнены — переходите к следующему уроку.
↑ К оглавлению

5. Что дальше

  • Предыдущий урок: 9. Конфигурация рамы и ориентация контроллера
  • Следующий урок: 11. Калибровка радиоуправления и регуляторов оборотов
  • Полный перечень тем — в статье «Содержание курса».
↑ К оглавлению