Inertial Navigation ምንድን ነው?
የ Inertial Navigation መሰረታዊ ነገሮች
የማይነቃነቅ ዳሰሳ መሰረታዊ መርሆች ከሌሎች የአሰሳ ዘዴዎች ጋር ተመሳሳይ ናቸው። እንደ አቀማመጥ እና አቀማመጥ ያሉ የአሰሳ መለኪያዎችን በትክክል ለመወሰን የመነሻ አቀማመጥ ፣ የመነሻ አቅጣጫ ፣ የእንቅስቃሴ አቅጣጫ እና አቅጣጫ በእያንዳንዱ ቅጽበት እና እነዚህን መረጃዎች (ከሂሳብ ውህደት ስራዎች ጋር በማመሳሰል) በማጣመር ቁልፍ መረጃዎችን በማግኘት ላይ የተመሠረተ ነው።
የዳሳሾች ሚና በማይንቀሳቀስ ዳሰሳ ውስጥ
የሚንቀሳቀስ ነገር የአሁኑን አቅጣጫ (አመለካከት) እና የአቀማመጥ መረጃን ለማግኘት የማይንቀሳቀስ ዳሰሳ ሲስተሞች በዋናነት የፍጥነት መለኪያ እና ጋይሮስኮፖችን ያካተተ ወሳኝ ዳሳሾችን ይጠቀማሉ። እነዚህ ዳሳሾች የማእዘን ፍጥነት እና የአገልግሎት አቅራቢውን ፍጥነት በማይነቃነቅ የማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ ይለካሉ። የፍጥነት እና አንጻራዊ የአቀማመጥ መረጃን ለማግኘት ውሂቡ ተጣምሮ በጊዜ ሂደት ይከናወናል። በመቀጠልም ይህ መረጃ ከመነሻ አቀማመጥ መረጃ ጋር በመተባበር ወደ የአሰሳ መጋጠሚያ ስርዓት ይለወጣል, ይህም የአጓጓዡን የአሁኑን ቦታ ለመወሰን ያበቃል.
የማይነቃነቅ ዳሰሳ ሲስተምስ ኦፕሬሽን መርሆዎች
የማይነቃነቁ የአሰሳ ሥርዓቶች የሚሠሩት ራሳቸውን የቻሉ፣ ውስጣዊ የተዘጉ-loop አሰሳ ሥርዓቶች ናቸው። በአገልግሎት አቅራቢው እንቅስቃሴ ወቅት ስህተቶችን ለማስተካከል በቅጽበታዊ ውጫዊ ውሂብ ማሻሻያ ላይ አይመሰረቱም። እንደዚሁ አንድ ነጠላ የማይነቃነቅ የአሰሳ ስርዓት ለአጭር ጊዜ የማውጫ ቁልፎች ተስማሚ ነው። ለረጅም ጊዜ ስራዎች, የተከማቹ ውስጣዊ ስህተቶችን በየጊዜው ለማስተካከል እንደ ሳተላይት ላይ የተመሰረቱ የማውጫ ቁልፎች, ከሌሎች የአሰሳ ዘዴዎች ጋር መቀላቀል አለበት.
የማይነቃነቅ ዳሰሳ መደበቅ
በዘመናዊ የአሰሳ ቴክኖሎጂዎች፣ የሰማይ አቅጣጫ አሰሳ፣ የሳተላይት ዳሰሳ እና የሬዲዮ ዳሰሳን ጨምሮ፣ የማይነቃነቅ ዳሰሳ ራሱን የቻለ ነው። ወደ ውጫዊ አካባቢ ምልክቶችን አይሰጥም ወይም በሰማያዊ ነገሮች ወይም በውጫዊ ምልክቶች ላይ የተመካ አይደለም. ስለዚህ፣ የማይነቃነቅ ዳሰሳ ሲስተሞች ከፍተኛውን የመደበቂያ ደረጃ ይሰጣሉ፣ ይህም እጅግ በጣም ሚስጥራዊነትን ለሚጠይቁ መተግበሪያዎች ተስማሚ ያደርጋቸዋል።
የማይነቃነቅ ዳሰሳ ኦፊሴላዊ ፍቺ
Inertial Navigation System (INS) ጋይሮስኮፖችን እና አክስሌሮሜትሮችን እንደ ዳሳሾች የሚጠቀም የአሰሳ መለኪያ መለኪያ ስርዓት ነው። ስርዓቱ በጋይሮስኮፖች ውፅዓት ላይ የተመሰረተ የአሰሳ ማስተባበሪያ ሲስተም የፍጥነት መለኪያ መሳሪያዎችን በመጠቀም የአጓጓዡን ፍጥነት እና አቀማመጥ በአሰሳ ማስተባበሪያ ስርዓት ውስጥ ያሰላል።
Inertial Navigation መተግበሪያዎች
የኢነርቲያል ቴክኖሎጂ በተለያዩ ዘርፎች ማለትም ኤሮስፔስ፣ አቪዬሽን፣ ባህር፣ ፔትሮሊየም ፍለጋ፣ ጂኦዲሲሲ፣ የውቅያኖስ ጥናት ጥናቶች፣ የጂኦሎጂካል ቁፋሮ፣ ሮቦቲክስ እና የባቡር ሀዲድ ስርዓቶችን ጨምሮ ሰፊ መተግበሪያዎችን አግኝቷል። የተራቀቁ የማይነቃነቅ ዳሳሾች በመጡበት ወቅት ኢንተርያል ቴክኖሎጂ ከሌሎች መስኮች ጋር ለአውቶሞቲቭ ኢንደስትሪ እና ለህክምና ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች አግልግሎቱን አራዝሟል። ይህ እየሰፋ ያለ የመተግበሪያዎች ወሰን ለብዙ አፕሊኬሽኖች ከፍተኛ ትክክለኛነትን የማውጫ ቁልፎችን እና የአቀማመጥ አቅሞችን በማቅረብ የ inertial navigation ያለውን ወሳኝ ሚና አጉልቶ ያሳያል።
የማይነቃነቅ መመሪያ ዋና አካል፡-ፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች መግቢያ
የማይነቃነቁ የአሰሳ ስርዓቶች በዋና ክፍሎቻቸው ትክክለኛነት እና ትክክለኛነት ላይ በእጅጉ ይመረኮዛሉ። የእነዚህን ስርዓቶች አቅም በእጅጉ ያሳደገው አንዱ አካል ፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ (FOG) ነው። FOG የአገልግሎት አቅራቢውን አንግል ፍጥነት በሚያስደንቅ ትክክለኛነት ለመለካት ወሳኝ ሚና የሚጫወት ዳሳሽ ነው።
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ አሠራር
FOGs የሚንቀሳቀሰው በሳግናክ ተፅዕኖ መርህ ሲሆን ይህም የሌዘር ጨረርን በሁለት የተለያዩ መንገዶች በመከፋፈል በተጠቀለለ ፋይበር ኦፕቲክ ሉፕ ላይ በተቃራኒ አቅጣጫ እንዲጓዝ ያስችለዋል። ከ FOG ጋር የተገጠመ ተሸካሚው ሲሽከረከር በሁለቱ ጨረሮች መካከል ያለው የጉዞ ጊዜ ልዩነት ከተሸካሚው የማሽከርከር አንግል ፍጥነት ጋር ተመጣጣኝ ነው። የሳግናክ ፋዝ ፈረቃ በመባል የሚታወቀው ይህ የጊዜ መዘግየት በትክክል ይለካል፣ ይህም FOG የአገልግሎት አቅራቢውን አዙሪት በተመለከተ ትክክለኛ መረጃ እንዲያቀርብ ያስችለዋል።
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ መርህ ከፎቶ ዳይሬክተሩ የብርሃን ጨረር ማውጣትን ያካትታል. ይህ የብርሃን ጨረር በአንድ ጥንድ በኩል ያልፋል, ከአንዱ ጫፍ ወደ ውስጥ ይገባል እና ከሌላው ይወጣል. ከዚያም በኦፕቲካል loop በኩል ይጓዛል. ከተለያየ አቅጣጫ የሚመጡ ሁለት የብርሃን ጨረሮች ወደ ዑደቱ ውስጥ ይግቡ እና ዙሪያውን ከከበቡ በኋላ ወጥ የሆነ ሱፐርፖዚሽን ያጠናቅቁ። የሚመለሰው ብርሃን ወደ ብርሃን አመንጪ ዳዮድ (LED) ውስጥ ይገባል፣ እሱም ጥንካሬውን ለመለየት ይጠቅማል። የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ መርህ ቀላል ቢመስልም ትልቁ ፈተና የሁለቱ የብርሃን ጨረሮች የኦፕቲካል ዱካ ርዝመት ላይ ተጽዕኖ የሚያደርጉ ነገሮችን በማስወገድ ላይ ነው። ይህ በፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች እድገት ውስጥ ከሚገጥሙት በጣም ወሳኝ ጉዳዮች አንዱ ነው.
1: ሱፐር-luminescent diode 2: የፎቶ መፈለጊያ ዳዮድ
3.የብርሃን ምንጭ ጥንድ 4.የፋይበር ቀለበት ጥንድ 5.ኦፕቲካል ፋይበር ቀለበት
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች ጥቅሞች
FOGs በማይነቃነቅ የአሰሳ ስርዓቶች ውስጥ ጠቃሚ የሚያደርጋቸው በርካታ ጥቅሞችን ይሰጣሉ። በልዩ ትክክለኛነት፣ አስተማማኝነት እና በጥንካሬነታቸው የታወቁ ናቸው። እንደ ሜካኒካል ጋይሮስ ሳይሆን፣ FOGs ምንም ተንቀሳቃሽ ክፍሎች ስለሌላቸው የመልበስ እና የመቀደድ አደጋን ይቀንሳል። በተጨማሪም፣ ድንጋጤ እና ንዝረትን የሚቋቋሙ እንደ ኤሮስፔስ እና የመከላከያ አፕሊኬሽኖች ያሉ አካባቢዎችን ለሚፈልጉ ምቹ ያደርጋቸዋል።
በማይንቀሳቀስ ዳሰሳ ውስጥ የፋይበር ኦፕቲክ ጂሮስኮፖች ውህደት
የማይነቃነቅ የአሰሳ ስርዓቶች በከፍተኛ ትክክለታቸው እና አስተማማኝነታቸው ምክንያት FOGsን እየጨመሩ ነው። እነዚህ ጋይሮስኮፖች አቅጣጫን እና አቀማመጥን በትክክል ለመወሰን የሚያስፈልጉትን ወሳኝ የማዕዘን ፍጥነት መለኪያዎችን ያቀርባሉ። FOGsን አሁን ካለው የማይነቃነቅ የአሰሳ ስርዓቶች ጋር በማዋሃድ ኦፕሬተሮች ከተሻሻለ የአሰሳ ትክክለኛነት ተጠቃሚ ሊሆኑ ይችላሉ፣ በተለይም እጅግ በጣም ትክክለኛነት አስፈላጊ በሚሆንበት ጊዜ።
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች በማይነቃነቅ ዳሰሳ ውስጥ ያሉ መተግበሪያዎች
የ FOG ዎች ማካተት በተለያዩ ጎራዎች ላይ የማይነቃቁ የአሰሳ ስርዓቶችን አፕሊኬሽኖች አስፍቷል። በኤሮስፔስ እና በአቪዬሽን፣ FOG የታጠቁ ስርዓቶች ለአውሮፕላኖች፣ ድሮኖች እና የጠፈር መንኮራኩሮች ትክክለኛ የአሰሳ መፍትሄዎችን ይሰጣሉ። በተጨማሪም በባህር ዳሰሳ፣ በጂኦሎጂካል ዳሰሳ ጥናቶች እና የላቀ ሮቦቲክስ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ ይህም ስርዓቶች በተሻሻለ አፈፃፀም እና አስተማማኝነት እንዲሰሩ ያስችላቸዋል።
የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች የተለያዩ መዋቅራዊ ልዩነቶች
ፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች በተለያዩ መዋቅራዊ አወቃቀሮች ይመጣሉ፣ በአሁኑ ጊዜ ወደ ምህንድስና ግዛት ውስጥ የሚገባው ዋነኛውዝግ-ሉፕ ፖላራይዜሽን-መቆየት ፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፕ. በዚህ ጋይሮስኮፕ እምብርት ላይ ነውፖላራይዜሽን-ማቆየት ፋይበር loop, የፖላራይዜሽን ማቆያ ፋይበር እና በትክክል የተነደፈ ማዕቀፍ ያካትታል. የዚህ ሉፕ ግንባታ አራት እጥፍ ሲሜትሪክ የመጠምዘዣ ዘዴን ያካትታል፣ በልዩ ልዩ የማተሚያ ጄል ተጨምሮ ጠንካራ-ግዛት የፋይበር ሉፕ ጥቅልል ይፈጥራል።
ቁልፍ ባህሪዎችፖላራይዜሽን-የፋይበር ኦፕቲክ ጂን መጠበቅyro Coil
▶ ልዩ መዋቅር ንድፍ፡-የ ጋይሮስኮፕ loops የተለያዩ አይነት የፖላራይዜሽን ማቆያ ፋይበርን በቀላሉ የሚያስተናግድ ልዩ የፍሬም ንድፍ አላቸው።
▶አራት እጥፍ የሲሜትሪክ ጠመዝማዛ ቴክኒክ፡-የአራት እጥፍ የሲሜትሪክ ጠመዝማዛ ቴክኒክ የሹፕ ተፅእኖን ይቀንሳል፣ ትክክለኛ እና አስተማማኝ ልኬቶችን ያረጋግጣል።
▶ የላቀ የማተም ጄል ቁሳቁስ;የላቁ የማተሚያ ጄል ቁሶች መቅጠር፣ ልዩ ከሆነ የማከሚያ ቴክኒክ ጋር ተዳምሮ የንዝረትን የመቋቋም አቅምን ያሳድጋል፣ እነዚህ ጋይሮስኮፕ ዑደቶች ለፍላጎት አካባቢዎች ተስማሚ እንዲሆኑ ያደርጋቸዋል።
▶ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ተኳሃኝነት መረጋጋት;የጋይሮስኮፕ loops ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው መረጋጋትን ያሳያሉ፣ ይህም በተለያዩ የሙቀት ሁኔታዎች ውስጥም እንኳ ትክክለኛነትን ያረጋግጣል።
▶ ቀላል ክብደት ማዕቀፍ፡-የጋይሮስኮፕ loops በቀጥታ ግን ቀላል ክብደት ባለው ማዕቀፍ የተቀረፀ ሲሆን ይህም ከፍተኛ የማቀነባበር ትክክለኛነትን ያረጋግጣል።
▶ የማያቋርጥ የንፋስ ሂደት;ከተለያዩ ትክክለኛ የፋይበር ኦፕቲክ ጋይሮስኮፖች መስፈርቶች ጋር በማጣጣም የማሽከርከር ሂደቱ የተረጋጋ ሆኖ ይቆያል።
ማጣቀሻ
ግሮቭስ, ፒዲ (2008). የ Inertial Navigation መግቢያ።ጆርናል ኦቭ ዳሰሳ፣ 61(1)፣ 13-28
ኤል-ሼሚ፣ ኤን.፣ ሁ፣ ኤች.፣ እና ኒዩ፣ X. (2019)። ለአሰሳ መተግበሪያዎች የማይነቃነቅ ዳሳሾች ቴክኖሎጂዎች፡ የጥበብ ሁኔታ።የሳተላይት ዳሰሳ፣ 1(1)፣ 1-15
Woodman, OJ (2007). የማይነቃነቅ ዳሰሳ መግቢያ።የካምብሪጅ ዩኒቨርሲቲ, የኮምፒውተር ላቦራቶሪ, UCAM-CL-TR-696.
ቻቲላ፣ አር.፣ እና ላውመንድ፣ ጄፒ (1985) ለሞባይል ሮቦቶች አቀማመጥ ማጣቀስ እና ተከታታይ የአለም ሞዴሊንግ።እ.ኤ.አ. በ 1985 የ IEEE ዓለም አቀፍ የሮቦቲክስ እና አውቶሜሽን ኮንፈረንስ ሂደቶች ላይ(ቅጽ 2፡ ገጽ 138-145)። IEEE