Beth yw llywio anadweithiol?
Hanfodion Llywio Anadweithiol
Mae egwyddorion sylfaenol llywio anadweithiol yn debyg i rai'r dulliau llywio eraill. Mae'n dibynnu ar gaffael gwybodaeth allweddol, gan gynnwys safle cychwynnol, cyfeiriadedd cychwynnol, cyfeiriad a chyfeiriadedd cynnig ar bob eiliad, ac integreiddio'r data hyn yn raddol (sy'n cyfateb i weithrediadau integreiddio mathemategol) i bennu paramedrau llywio yn union, megis cyfeiriadedd a safle.
Rôl synwyryddion mewn llywio anadweithiol
Er mwyn cael cyfeiriadedd cyfredol (agwedd) a gwybodaeth safle gwrthrych symudol, mae systemau llywio anadweithiol yn defnyddio set o synwyryddion critigol, sy'n cynnwys cyflymromedrau a gyrosgopau yn bennaf. Mae'r synwyryddion hyn yn mesur cyflymder onglog a chyflymiad y cludwr mewn ffrâm gyfeirio anadweithiol. Yna caiff y data ei integreiddio a'i brosesu dros amser i gael cyflymder a gwybodaeth gymharol safle. Yn dilyn hynny, mae'r wybodaeth hon yn cael ei thrawsnewid i'r system cydlynu llywio, ar y cyd â'r data safle cychwynnol, gan arwain at bennu lleoliad presennol y cludwr.
Egwyddorion gweithredu systemau llywio anadweithiol
Mae systemau llywio anadweithiol yn gweithredu fel systemau llywio dolen gaeedig hunangynhwysol. Nid ydynt yn dibynnu ar ddiweddariadau data allanol amser real i gywiro gwallau yn ystod cynnig y cludwr. O'r herwydd, mae un system lywio anadweithiol yn addas ar gyfer tasgau llywio hyd byr. Ar gyfer gweithrediadau hyd hir, rhaid ei gyfuno â dulliau llywio eraill, megis systemau llywio sy'n seiliedig ar loeren, i gywiro'r gwallau mewnol cronedig o bryd i'w gilydd.
Concealability llywio anadweithiol
Mewn technolegau llywio modern, gan gynnwys llywio nefol, llywio lloeren, a llywio radio, mae llywio anadweithiol yn sefyll allan fel un ymreolaethol. Nid yw'n allyrru signalau i'r amgylchedd allanol nac yn dibynnu ar wrthrychau nefol neu signalau allanol. O ganlyniad, mae systemau llywio anadweithiol yn cynnig y lefel uchaf o ragflaenolrwydd, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am y cyfrinachedd mwyaf.
Diffiniad swyddogol o lywio anadweithiol
System amcangyfrif paramedr llywio yw System Llywio Inertial (INS) sy'n cyflogi gyrosgopau a chyflymromedrau fel synwyryddion. Mae'r system, yn seiliedig ar allbwn gyrosgopau, yn sefydlu system cydlynu llywio wrth ddefnyddio allbwn cyflymromedrau i gyfrifo cyflymder a lleoliad y cludwr yn y system gydlynu llywio.
Cymhwyso llywio anadweithiol
Mae technoleg anadweithiol wedi canfod cymwysiadau eang mewn parthau amrywiol, gan gynnwys awyrofod, hedfan, morwrol, archwilio petroliwm, geodesi, arolygon eigioneg, drilio daearegol, roboteg a systemau rheilffordd. Gyda dyfodiad synwyryddion anadweithiol datblygedig, mae technoleg anadweithiol wedi ymestyn ei ddefnyddioldeb i'r diwydiant modurol a dyfeisiau electronig meddygol, ymhlith meysydd eraill. Mae'r cwmpas ehangu hwn o gymwysiadau yn tanlinellu rôl gynyddol ganolog llywio anadweithiol wrth ddarparu galluoedd llywio a lleoli manwl gywirdeb uchel ar gyfer llu o gymwysiadau.
Cydran graidd arweiniad anadweithiol:Gyrosgop Optig Ffibr
Cyflwyniad i gyrosgopau ffibr optig
Mae systemau llywio anadweithiol yn dibynnu'n fawr ar gywirdeb a manwl gywirdeb eu cydrannau craidd. Un gydran o'r fath sydd wedi gwella galluoedd y systemau hyn yn sylweddol yw'r gyrosgop ffibr optig (niwl). Mae niwl yn synhwyrydd critigol sy'n chwarae rhan ganolog wrth fesur cyflymder onglog y cludwr gyda chywirdeb rhyfeddol.
Gweithrediad Gyrosgop Optig Ffibr
Mae niwl yn gweithredu ar egwyddor effaith sagnac, sy'n cynnwys rhannu pelydr laser yn ddau lwybr ar wahân, gan ganiatáu iddo deithio i gyfeiriadau gwahanol ar hyd dolen ffibr optig coiled. Pan fydd y cludwr, wedi'i ymgorffori â'r niwl, yn cylchdroi, mae'r gwahaniaeth yn yr amser teithio rhwng y ddau drawst yn gymesur â chyflymder onglog cylchdro'r cludwr. Yna mae'r oedi amser hwn, a elwir yn shifft cam Sagnac, yn cael ei fesur yn union, gan alluogi'r niwl i ddarparu data cywir ynghylch cylchdroi'r cludwr.
Mae egwyddor gyrosgop ffibr optig yn cynnwys allyrru pelydr o olau o ffotodetector. Mae'r trawst ysgafn hwn yn mynd trwy gwplwr, gan fynd i mewn o un pen ac ymadael â'i gilydd. Yna mae'n teithio trwy ddolen optegol. Dau drawst o olau, yn dod o wahanol gyfeiriadau, yn mynd i mewn i'r ddolen a chwblhau arosodiad cydlynol ar ôl cylchu o gwmpas. Mae'r golau sy'n dychwelyd yn ailymuno â deuod sy'n allyrru golau (LED), a ddefnyddir i ganfod ei ddwyster. Er y gall egwyddor gyrosgop ffibr optig ymddangos yn syml, yr her fwyaf arwyddocaol yw dileu ffactorau sy'n effeithio ar hyd llwybr optegol y ddau drawst ysgafn. Dyma un o'r materion mwyaf hanfodol sy'n wynebu datblygu gyrosgopau ffibr optig.
1 ： Deuod Superluminescent 2 ： Deuod ffotodetector
Cwplwr Ffynhonnell 3.light 4.cwplwr cylch ffibr Modrwy ffibr 5.optical
Manteision gyrosgopau ffibr optig
Mae niwl yn cynnig sawl mantais sy'n eu gwneud yn amhrisiadwy mewn systemau llywio anadweithiol. Maent yn enwog am eu cywirdeb eithriadol, eu dibynadwyedd a'u gwydnwch. Yn wahanol i gyros mecanyddol, nid oes gan niwliau unrhyw rannau symudol, gan leihau'r risg o draul. Yn ogystal, maent yn gallu gwrthsefyll sioc a dirgryniad, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer amgylcheddau mynnu fel cymwysiadau awyrofod ac amddiffyn.
Integreiddio gyrosgopau ffibr optig mewn llywio anadweithiol
Mae systemau llywio anadweithiol yn ymgorffori niwl yn gynyddol oherwydd eu manwl gywirdeb a'u dibynadwyedd uchel. Mae'r gyrosgopau hyn yn darparu'r mesuriadau cyflymder onglog hanfodol sy'n ofynnol ar gyfer pennu cyfeiriadedd a safle yn gywir. Trwy integreiddio niwloedd i'r systemau llywio anadweithiol presennol, gall gweithredwyr elwa o well cywirdeb llywio, yn enwedig mewn sefyllfaoedd lle mae angen manwl gywirdeb eithafol.
Cymhwyso gyrosgopau ffibr optig mewn llywio anadweithiol
Mae cynnwys FOGS wedi ehangu cymwysiadau systemau llywio anadweithiol ar draws gwahanol barthau. Mewn awyrofod a hedfan, mae systemau â chyfarpar niwl yn cynnig datrysiadau llywio manwl gywir ar gyfer awyrennau, dronau a llong ofod. Fe'u defnyddir yn helaeth hefyd mewn llywio morwrol, arolygon daearegol, a roboteg uwch, gan alluogi'r systemau hyn i weithredu gyda pherfformiad a dibynadwyedd gwell.
Amrywiadau strwythurol gwahanol o gyrosgopau ffibr optig
Mae gyrosgopau ffibr optig yn dod mewn amryw gyfluniadau strwythurol, gyda'r un pennaf ar hyn o bryd yn mynd i mewn i deyrnas peirianneg yw'rpolareiddio dolen gaeedig-gynnal gyrosgop optig ffibr. Wrth graidd y gyrosgop hwn mae'rPolareiddio-Cynnal Dolen Ffibr, yn cynnwys polareiddio ffibrau cynnal a fframwaith a ddyluniwyd yn fanwl gywir. Mae adeiladu'r ddolen hon yn cynnwys dull troellog cymesur pedwarplyg, wedi'i ategu gan gel selio unigryw i ffurfio coil dolen ffibr cyflwr solid.
Nodweddion allweddol oPolareiddio-cynnal ffibr optig gchilen
▶ Dyluniad Fframwaith Unigryw:Mae'r dolenni gyrosgop yn cynnwys dyluniad fframwaith unigryw sy'n cynnwys gwahanol fathau o ffibrau polareiddio sy'n cynnal ffibrau yn rhwydd.
▶ Techneg weindio cymesur pedwarplyg:Mae'r dechneg weindio cymesur pedwarplyg yn lleihau effaith Shupe, gan sicrhau mesuriadau manwl gywir a dibynadwy.
▶ Deunydd gel selio uwch:Mae cyflogi deunyddiau gel selio datblygedig, ynghyd â thechneg halltu unigryw, yn gwella'r gwrthwynebiad i ddirgryniadau, gan wneud y dolenni gyrosgop hyn yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau mewn amgylcheddau heriol.
▶ Sefydlogrwydd cydlyniant tymheredd uchel:Mae'r dolenni gyrosgop yn arddangos sefydlogrwydd cydlyniant tymheredd uchel, gan sicrhau cywirdeb hyd yn oed mewn amodau thermol amrywiol.
▶ Fframwaith ysgafn wedi'i symleiddio:Mae'r dolenni gyrosgop yn cael eu peiriannu gyda fframwaith syml ond ysgafn, gan warantu manwl gywirdeb prosesu uchel.
▶ Proses weindio gyson:Mae'r broses weindio yn parhau i fod yn sefydlog, gan addasu i ofynion amrywiol gyrosgopau ffibr optig manwl gywirdeb.
Gyfeirnod
Groves, PD (2008). Cyflwyniad i lywio anadweithiol.The Journal of Navigation, 61(1), 13-28.
El-Sheimy, N., Hou, H., & Niu, X. (2019). Technolegau Synwyryddion Anadweithiol ar gyfer Cymwysiadau Llywio: o'r radd flaenaf.Llywio lloeren, 1(1), 1-15.
Woodman, OJ (2007). Cyflwyniad i lywio anadweithiol.Prifysgol Caergrawnt, Labordy Cyfrifiadurol, UCAM-CL-TR-696.
Chatila, R., & Laumond, YH (1985). Swyddi cyfeirio a modelu byd cyson ar gyfer robotiaid symudol.Yn Nhrafodion Cynhadledd Ryngwladol IEEE 1985 ar Roboteg ac Awtomeiddio(Cyf. 2, tt. 138-145). IEEE.
Angen conswliaeth am ddim?
Rhai o fy mhrosiectau
Gweithiau anhygoel rydw i wedi cyfrannu atynt. Yn falch!
