Применение гироскоп: Все стабильно или Как работает гироскоп?

Применение электронного гироскопа для системы стабилизации фото и видеокамеры

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10995/36268

Title:	Применение электронного гироскопа для системы стабилизации фото и видеокамеры
Other Titles:	Application of electronic system for gyrostabilization cameras and camcorders
Authors:	Басарин, Е. В. Пономарев, Н. Н. Basarin, E. V. Ponomarev, N. N.
Issue Date:	2016
Publisher:	Уральский федеральный университет
Citation:	Басарин Е. В. Применение электронного гироскопа для системы стабилизации фото и видеокамеры / Е. В. Басарин, Н. Н. Пономарев // 2я Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых “Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления” : сборник докладов. — Екатеринбург : [УрФУ], 2016. — С. 316-321.
Abstract:	В настоящее время значительно возрос интерес к задаче гиростабилизации малогабаритных объектов, например, фото и видеокамер. В данной работе, на основе современных электронных компонентов, представлен вариант проекта системы стабилизации с использованием следующих критериев: оптимизация стоимости и простота проекта, обеспечения простой настройки системы и широкой области применения. Механическая конструкция подвеса содержит бесколлекторные двигатели для управления камерой по крену и тангажу. В качестве управляющего микроконтроллера использован 8-разрядный МК Atmega328p. Управления формируются на основе ПИД регулятора и широтно-импульсной модуляции. Данная система стабилизации путем отладки была доведена до работоспособного состояния, что подтвердило правильность выбора стратегии проекта. At the present time greatly increased interest in the problem gyrostabilization small objects, such as photo and video cameras. In this paper, based on advanced electronic components, presented draft stabilization system using the following criteria: cost optimization and ease of the project, providing a simple system configuration and the wide range of applications. The mechanical design of the suspension contains brushless motors to control the camera roll and pitch. As control of the microcontroller used 8-bit MC Atmega328p. Controls are formed on the basis of the PID controller and pulse width modulation. This stabilization system by fixing was brought to the operating condition, which confirmed the correctness of the choice of the project strategy.
Keywords:	ФОТО ВИДЕОКАМЕРА ГИРОСКОП АКСЕЛЕРОМЕТР MEMS – ТЕХНОЛОГИИ ПОДВЕС УПРАВЛЯЮЩИЙ МК ATMEGA 328P ПИД – РЕГУЛЯТОР ШИМ – МОДУЛЯЦИЯ ФИЛЬТРАЦИЯ PHOTO VIDEO CAMERA GYROSCOPE ACCELEROMETER MEMS – TECHNOLOGY SUSPENSION MANAGING MK ATMEGA 328P PID – CONTROLLER PWM – MODULATION FILTERING
URI:	http://hdl. handle.net/10995/36268
Conference name:	2-я Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых “Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления”
Conference date:	14.12.2015-15.12.2015
Origin:	2я Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых “Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления”. — Екатеринбург, 2016.
Appears in Collections:	Конференции, семинары

Show full item record   Google Scholar

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Миниатюрные гироскопы E-серии от компании InnaLabs

ИНЕЛСО представляет миниатюрные гироскопы компании InnaLabs

Миниатюрные гироскопы InnaLabs® – это вибрационные устройства тактического класса, с дрейфом менее 0,5 °/ч в нормальных условиях и менее 10 °/ч во всем диапазоне температур, обеспечивающие решение критически важных задач в экстремальных условиях эксплуатации.

Вибрационная технология по своей природе стабильна, невосприимчива к эффектам старения, естественным образом невосприимчива к вибрациям и ударам, а также имеет низкое энергопотребление.

Таким образом, эти гироскопы разработаны и тщательно протестированы для удовлетворения самых жестких требований к устройствам навигации, стабилизации и отслеживания, в которых они применяются, при чрезмерно неблагоприятных условиях эксплуатации.

Гироскоп GI-CVG-E22XXD

Гироскопы E-серии от InnaLabs®

Гироскопы InnaLabs® серии E – это высокопроизводительные, миниатюрные, прочные и высоконадежные кориолисовы гироскопы, обеспечивающие измерение инерционной угловой скорости вращения, выполняемого вокруг 2 осей.

Гироскопы серии E обладают беспрецедентным соотношением размера (≤200 см³) и углового случайного дрейфа (≤0,015 ° / √ч).

Габариты гироскопа серии E составляют всего Ø65х90 мм.

Применение гироскопов GI-CVG-E22XXD

• стабилизация платформ,

• стабилизации оптико-, видео-систем, а также другой полезной нагрузки на подвижных объектах,

• коммерческая навигация для судов,

• гирокомпасирование,

• дополнение GPS-систем позиционирования для высокоточной наземной и воздушной картографии,

• управление полетом и навигация для средних и больших БПЛА,

• контроль полета для вертолетов и самолетов.

Компания InnaLabs® – производитель инерциальных датчиков для различных применений, представила две серии миниатюрных кориолисовых вибрационных гироскопов тактического для работы в жестких условиях эксплуатации.

Устройства InnaLabs® гарантируют максимально возможное в отрасли значение средней наработки на отказ (MTBF) – более 500 000 часов.

Производитель поддерживает основной запас семейств миниатюрных гироскопов на складе, в комплектации с цифровым выходом и высоким уровнем защиты от ударных воздействий, что позволяет заметно сократить время ожидания и стоимость компонентов и максимально быстро приступить к интеграции миниатюрных гироскопов во вновь разрабатываемое или модернизируемое навигационное или стабилизационное оборудование заказчика.

Продукция компании InnaLabs в каталоге ИНЕЛСО:

Гироскопы

Акселерометры

Компания ИНЕЛСО – официальный представитель InnaLabs в России и странах таможенного союза.

За подробной информацией и подбором гироскопов InnaLabs обращайтесь к нашим специалистам:

по тел.: +7 (812) 628-00-16
или по электронной почте [email protected].

Гироскопические технологии для космических приложений

• Идентификатор корпуса: 116744259

 @inproceedings{Armenise2003GyroscopeTF,
  title={Технологии гироскопов для космических приложений},
  автор = {Марио Никола Арменизе, Катерина Чиминелли, Франческо Де Леонардис, Роберто Диана, Витторио М.  Н. Пассаро и Франческо Пелузо},
  год = {2003}
} 

• М. Арменизе, К. Чиминелли, Ф. Пелузо
• Опубликовано в 2003 г.
• Инженерное дело

В данной статье представлен обзор гироскопических технологий для космических приложений. Для каждого технологического подхода обсуждаются принцип работы, преимущества и недостатки. Кроме того, прогнозируются некоторые будущие тенденции.

Essies.org

Новый интегрированный датчик оптической угловой скорости

• C. Ciminelli, F. Peluso, M. Armenise

• Physics

  Spie Opto

• 999 2005

. датчики настоятельно необходимы для любых движущихся систем в нескольких приложениях. Интегрированные оптические датчики угловой скорости кажутся очень перспективными с точки зрения низкой…

Последние достижения в области миниатюрных оптических гироскопов

• Ф. Делл’Олио, Т. Татоли, К. Чиминелли, М. Арменизе ≤ 10 °/ч и хорошая надежность даже в суровых условиях могут оказать сильное влияние на рынок гироскопов со средней/высокой производительностью,…

  Проектирование и оптимизация оптоволоконного канала передачи данных для бортовых архитектур обработки SAR нового поколения

  В этом документе моделируется, разрабатывается и оптимизируется оптоволоконный цифровой канал для бортовой обработки данных, а также приводятся некоторые сведения об оптимизированной конструкции.

  Проектирование и оценка блока цифровой обработки для оценки угловой скорости спутника

  • Дж. Литтл

  • Физика

  • 2015

  Абсолютное положение спутника и его угловая скорость являются важными измерениями для спутниковых миссий . Как правило, эти измерения выполняются отдельными датчиками,…

  Excitation of a rotaitng metal wall dielectric resonator and its rotation rate measurement

  • B. M. Petrov, D. Titova

  • Physics, Engineering

    2016 IEEE 7th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL)

  • 2016

  В статье сформулирована и строго решена импедансная краевая задача возбуждения вращающегося сферического металлического диэлектрического резонатора. Частотные характеристики…

  Моделирование и анализ вибрации системы гироскопа качающейся массы

  • М. Ансари

  • Машиностроение

  • 2008

  Альтернативная стандартная конфигурация оптического кольцевого резонатора с использованием лазерного диодного датчика угловой скорости.

  • М. Техерина, Г. Торкиа

  • Физика

    Прикладная оптика

  • 2011

  Чувствительность этого нового подхода к оптическим датчикам угловой скорости с повышенной мощностью может быть повышена за счет двухкольцевых резонаторов. широкополосные лазерные источники в большом диапазоне, достигающие производительности, аналогичной стандартной конфигурации SRARS.

  Динамическая адаптивная система управления лучом с использованием линз с переменным фокусным расстоянием для лазерной межспутниковой линии связи

  Одной из технических задач лазерной межспутниковой линии связи (ISL) является смягчение ухудшения характеристик, вызванного ошибками наведения и углом прихода (AoA). ) флуктуации, неизбежно возникающие из…

  Краевая задача Неймана для вращающейся сферической полости

  • Петров Б.М., Титова Д.

  • Физика

    2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus)

  • 2019

  В работе решается краевая задача Неймана для вращающейся сферической полости. Рассчитаны собственные значения для различных заполнений резонатора с учетом потерь в средах…

  Аналитическое моделирование и оптимизация теплового конвективного микрожидкостного гироскопа

  • Вослоо С.

  • Инженерия, физика

  • 2010 9000 Аналитическое моделирование и оптимизация теплового конвективного микрожидкостного гироскопа

    ПОКАЗАНЫ 1-10 ИЗ 33 ССЫЛОК

    СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантности Наиболее влиятельные документыНедавность

    Обзор волоконно-оптических гироскопов

    Рассмотрены принципы работы волоконно-оптических гироскопов. Явления, ограничивающие производительность, обсуждаются вместе с методами уменьшения их влияния на сигнал скорости вращения. Текущие…

    Тенденции в технологии волоконно-оптических гироскопов — взгляд Honeywell

    В этом документе представлена ​​эволюция разработки и производительности ВОГ в Honeywell. Дается временная шкала ключевых вех, а также технологические разработки и итоговая производительность…

    Микромеханический вибрационный гироскоп Silicon Bulk

    • T. Tang, R. Gutierrez, W. Kaiser

    • Engineering

    • 1996

    вибрационный гироскоп, разработанный для приложений микрокосмических аппаратов. Новые…

    Тенденции в области технологии инерциальных датчиков

    В этом документе представлено состояние технологии инерциальных датчиков в подводных навигационных приложениях, а также прогноз того, в каком направлении движется технология инерциальных приборов и в каком…

    Гибридный оптико-механический гироскоп с инжекционно-интерферометрическим отсчетом Он состоит из микромеханического резонатора с электрическим возбуждением и оптического считывателя, выполненного с помощью лазера…

    Кольцевой лазерный гироскоп

    • M. Faucheux, D. Fayoux, J. Roland

    • Физика

    • 1988

    Авторы напоминают об основных принципах и преимуществах кольцевого лазерного гироскопа (КЛГ), наиболее широко разработанного из всех оптических гироскопов, основанных на эффекте Саньяка. Основные источники ошибок…

    Инерциальные навигационные системы на базе волоконно-оптических гироскопов в Northrop Grumman

    • G. Pavlath

    • Business

    • 2002

    Приведена только сводная форма. В этом документе рассматривается продукция компании Northrop Grumman для волоконно-оптических инерциальных навигационных систем (ИНС). Бортовой продукт, LN250 INS (самая маленькая и легкая система INS…

    Моделирование и разработка нового миниатюрного встроенного оптического датчика для гироскопических систем

    • М. Арменис, В. Пассаро, Ф. Леонардис, М. Арменис

    • Физика

    • 2001

    5 Преимущества по сравнению с другими существующими оптическими решениями: отсутствие шума, вызванного поляризацией, отсутствие использования методов синхронизации частоты, незначительные потери на изгибе, высокий коэффициент качества резонатора, полная оценка скорости вращения, предсказуемое изменение коэффициента масштабирования гироскопа по температуре и очень расширенный динамический диапазон.

    Новый кремниевый гироскоп

    • W. Geiger, B. Folkmer, J. Merz, H. Sandmaier, W. Lang

    • Engineering

      Proceedings MEMS 98. IEEE. Одиннадцатый ежегодный международный семинар по микроэлектромеханическим системам. Исследование микроструктур, датчиков, исполнительных механизмов, машин и систем (кат. № 98Ch46176

    • 1998

    HSG-IMIT разрабатывает новый кремниевый гироскоп очень малого размера, низкой стоимости и высокой производительности. Устройство называется МАРС-РР, что означает микромеханический датчик угловой скорости с двумя поворотными…

    Волоконный гироскоп с широким динамическим диапазоном и полностью цифровой обработкой сигналов

    • Х. Лефевр, Филипп Мартен, Ж. Морисс, П. Симонпьетри, П. Вивено, Эрве Ж. Ардитти

    • Информатика

      Другие конференции

    • 1991

    Описан прототип компактного (50 см3) волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) с динамическим диапазоном +/- 1500 град/с и стабильностью смещения 1 град/час, представляющий собой хороший кандидат для высокопроизводительных тактических приложений.

    Применение волоконно-оптических гироскопов| DK-PHOTONICS

    Применение волоконно-оптического гироскопа

    Гироскоп представляет собой инерциальную систему с основным компонентом, которая используется для измерения угловой скорости движущегося носителя относительно инерциального пространства к угловому движению и сочетает в себе перемещение и линейная скорость, генерируемая линейной скоростью, измеренной акселерометром, для получения интегральной операции. Положение в реальном времени, скорость, положение и другая информация о носителе.

    Основным принципом волоконно-оптических гироскопов является эффект Саньяка, предложенный Г. Саньяком в 1913 г., то есть разность фаз между двумя световыми волнами, распространяющимися в противоположных направлениях по замкнутому контуру, пропорциональна входной угловой скорости в нормальном направлении замкнутого оптического пути. Поскольку концепция волоконно-оптического гироскопа была впервые предложена в 1976 году и экспериментально реализована в течение почти 40 лет, разработка волоконно-оптического гироскопа также значительно продвинулась вперед, и в последние годы его развитие также выиграло от волоконно-оптической связи. Быстрое развитие области значительно улучшило стабильность и надежность оптических компонентов.

    По сравнению с другими типами гироскопов основные преимущества волоконно-оптических гироскопов заключаются в основном в небольшом размере, легком весе, низком энергопотреблении, длительном сроке службы, высокой надежности и массовом производстве, поэтому они и в гироскопе. Доля обращений с каждым годом увеличивается. Применение волоконно-оптического гироскопа в основном реализуется в трех аспектах позиционирования, управления ориентацией и абсолютного измерения. Он играет жизненно важную военную роль и имеет незаменимое преимущество в гражданской сфере.

    Принцип работы оптоволоконного гироскопа

    В настоящее время волоконно-оптический гироскоп применяется в основном интерференционного типа. Поскольку длина чувствительного волокна может достигать нескольких километров при использовании определенного метода намотки волокна, чувствительность волоконного гироскопа также может соответствовать требованиям гироскопа средней и низкой точности.

    Волоконно-оптический гироскоп включает в себя оптическую часть и часть обработки сигналов, и общий структурный вид волоконно-оптической гироскопической части с использованием встроенного оптического волновода выглядит следующим образом.

    Рисунок 1: Блок-схема оптического пути интерферометрического волоконно-оптического гироскопа.

     а) Выбор источника света

    Источник света обеспечивает требуемый оптический сигнал для волоконно-оптического гироскопа, а факторы, влияющие на точность волоконно-оптического гироскопа, в основном включают: стабильность оптической длины волны, стабильность мощности и стабильность поляризации. В настоящее время широко используемыми источниками света для волоконно-оптических гироскопов являются суперлюминесцентный диод (SLD) и усиленное спонтанное излучение (ASE) с использованием волокна, легированного эрбием.

    Источники SLD имеют плохую стабильность средней длины волны и подходят для использования в низкоточных волоконно-оптических гироскопах. Источник ASE имеет гораздо большую спектральную ширину и спектральную стабильность, чем источник SLD, а также большую выходную мощность. Основной принцип источника света ASE заключается в усилении сигнала спонтанного излучения, генерируемого волокном, легированным эрбием, под действием света накачки. Структура источника света ASE, использующего двухпроходную обратную структуру, выглядит следующим образом: Конкретная структура выглядит следующим образом:

    Рисунок 2: Структурная схема источника ASE.

    • Накачка 980 нм: лазер накачки 980 нм;
    • WDM (мультиплексирование с разделением по длине волны): мультиплексор с разделением по длине волны 980/1550 нм;
    • EDF (волокно, легированное эрбием): волокно, легированное эрбием;
    • FRM (Fiber Rotation Mirror): зеркало Фарадея-вращателя;
    • ISO (изолятор): оптический изолятор;
    • Фильтр: Оптический фильтр.

    b) Контроль поляризации

    Колебания поляризации являются одним из ключевых факторов, влияющих на работу гироскопа. Чтобы контролировать дрейф, вызванный нестабильностью поляризации в волоконно-оптическом гироскопе, обычно в волоконной катушке используется волокно, поддерживающее поляризацию, поэтому устройства в части оптического пути также должны использовать поляризационное устройство, такое как ответвитель, поддерживающий поляризацию. изолятор, поддерживающий поляризацию, и т. д. в интегрированном оптическом тракте. Часть управления поляризацией представляет собой поляризатор, который может значительно улучшить характеристики гироскопа, но стоимость также высока.

    Кроме того, можно также использовать технологию деполяризации, так что для катушки с волокном необходимо использовать только обычное одномодовое волокно, устройство в части оптического пути не должно использовать устройство поддержания поляризации, а устройство управления поляризацией необходимо использовать деполяризатор волокна.

    DK Photonics предлагает множество пассивных компонентов в компактном корпусе для создания систем волоконно-оптических гироскопов.