Site icon GoDrone

Hvad er en IMU i din drone

Drone IMU
5 min læsetid

IMU står for Inertial Measurement Unit. IMU er en del af vores flight controller, og er en sammensætning af mindre enheder. I dette indlæg vil vi kigge nærmere på, hvad IMU består af, hvad den gør for vores drone, kalibrering og placering.

Hvordan fungere IMU

IMU er en enhed, der samler dataen fra dronens bevægelser. Den består af minimum to mindre måleenheder; gyroskopet og accelerometer. Udover dette kan den også bestå af et magnetometer(kompas). Disse enheder måler dronens bevægelser, sender dette til IMU’en, som så sender dem videre til den overordnede enhed, altså flight controlleren. IMU består altså i at modtage data fra op til fire mindre måleenheder og videregive den data. Hurtigt overblik vises nedenfor.

Det er kort sagt hvad IMU er; en formidler af data fra måleenheder. Disse fire enheder under IMU måler altså noget forskelligt, men hvad måler de, og hvordan gør de det?

Gyroskopet

Gyroskopet er den enhed der kan måle rotationen om dronens egen akse, som det ses på billedet her nedenfor.

For forståelsens skyld er der i illustrationen gjort brug af et fly, da det er nemmere at forstå, når der er vinger, fordi vi nemmer kan relatere til dette, da vi alle har fornemmet bevægelsen. Når flyet/dronen vipper til højre eller venstre, en vinge ned og en vinge op, fortæller gyroskopet til IMU, at der nu drejes om X-aksen. Når flyet/dronen vipper op og ned, ved landing og når der lettes, så fortæller gyroskopet, at der drejes om Y-aksen. Det samme gælder, når det drejer til højre eller venstre, og her er det om Z-aksen. Al denne data sender gyroskopet til IMU. Gyroskopet er uundværligt i forståelsen for dronens bevægelser, da den er den eneste der kan måle rotationen om egen akse. Det er en fascinerende enhed, med massere spændende teori bag den, som vi har skrevet et helt indlæg om, du kan læse her: Hvad er et drone gyroskop.

Accelerometer

Den næste af hovedmåleenhederne i IMU´en er accelerometeret. Et accelerometer kan ikke måle rotationen ligesom gyroskopet, men det målet derimod retningen og accelerationen. Det vil sige, at når dronen bevæger sig fremad, fortæller accelerometeret at nu bevæger dronen sig i den retning med så meget kraft. Den nemmeste måde at forstå præcis hvad det måler er, hvis du forestiller dig, at du sidder i din bil. Når du træder på speederen og accelererer kraftigt, så bliver du trykket tilbage i sædet, og det er den kraft accelerometeret måler. Det samme gælder når du bremser, så ryger du frem i selen, og dette måler accelerometeret også. Oftest er der tre accelerometre i et, som måler på hver sin akse lige som på billedet nedenfor.


Accelerometeret fortæller altså IMU om, hvilken retning dronen bevæger sig i og med hvilken kraft. Hvis du vil vide mere om accelerometeret og dets opbygning, kan du læse om det i vores indlæg: Drone accelerometer.

Magnetometer

Et magnetometer er en måleenhed, der kan måle magnetisme. Det bliver oftest brugt til at måle jordens magnetiske felter, og derfor kan det også bruges som kompas. Magnetometeret sidder ikke altid i IMU, men der sidder oftest en enhed med lignende funktion. Magnetometerets vigtigste opgave er, at fortælle alle andre enheder, hvad der er op, og hvad der ned. De andre enheder har ingen muligheder for at forstå, hvad der er op og ned, og hvilken akse, der peger mod jorden. De kan fortælle meget om bevægelserne på de forskellige akser, men de har ikke forståelse for op og ned. Her kommer magnetometeret ind og fortæller IMU, hvad der er op og ned. Det hjælper IMU til at bearbejde den data om bevægelser og højde, den modtager fra de andre enheder. Magnetometeret hjælper også, når enhederne skal kalibreres.

IMU

Det var lidt forklaringer om de forskellige enheder, og hvad de bidrager med. Der kommer meget data ind, og du sidder sikkert og tænker, at det er en stor enhed i dronen. Hvis man tænker på betydningen for dronen, og dig som dronefører, så er det en stor enhed, men rent fysisk bliver man overrasket.

Sparksfun

Denne IMU er fra sparksfun og indeholder gyroskop, accelerometer og magnetisk sensor (magnetometer). 3.2cm x 3.2cm er altså ikke særlig stort, og de findes faktisk endnu mindre. Denne enhed her kan tilkobles et Arduino systemm og har derfor muligvis flere indgange (f.eks. USB) end den, der sidder i din drone.

Kalibrering

Da IMU består af mange forskellige måleenheder, skal man være varsom med at kalibrere den. Det er sjældent man kan kalibrerer hver måleenhed for sig selv, og derfor er man nødt til at kalibrere alle på samme tid. Dette kan resultere i mere skade end gavn, da IMU´s måleenheder kan være følsomme. Derfor skal en IMU kun kalibreres ved nød og/eller hvis dronen selv beder om det. Lad altså vær og gør det bare fordi, du synes den fløj lidt underligt i dag. Hvis du skal kalibrer din IMU har vi lavet en guide step by step i vores indlæg “Guide til kalibrering af IMU“.

Opsamling

Det var alt om dronens IMU for nu. Vi håber det har givet dig et godt overblik over de funktioner, der findes i dronen. Vi har samlet linksene nævnt undervejs i indlægget, så du slipper for at scrolle op, hvis du var interesseret i at grave dig længere ned i teknikken.

Tak fordi du læste med, og som altid, smid en kommentar eller kontakt os på mailen.

Om skribenten

Bjoern

Bjørn er den primære certificeret pilot som du højst sandsynligvis vil møde når der skal løses en droneopgave. Udover dette så har han 100% styr på lovgivningen. Hvordan droner kan bruges inden for landbruget, og ikke mindst hvordan man sikre at få de lækre og professionelle luftfotos og dronevideoer i hus. Han skriver om alt under disse tre kategorier i bloggen.

Grafik: Freepik, Wikipedia, Sparksfun