小型3D超声波风速计和天气传感器无人机,无人机和GCS

无人机和swap优化的3D风传感器:放置和用例

专题文章anmoment首席执行官Liz Osborn问答
Liz Osborn (anmoment首席执行官)

Liz Osborn (anmoment首席执行官)

的首席执行官Anemoment有限责任公司Liz Osborn与UnmannedSystemsTechnology.com讨论了Anemoment的swp优化3D风传感器TriSonica Mini和TriSonica Sphere的设计、工程和使用,特别是用于无人机(UAV, UAS,无人机)。

TriSonica迷你风和天气传感器和TriSonica球形风通量传感器将于2022年4月25日至28日在佛罗里达州奥兰多举行的AUVSI XPONENTIAL上展出(XPO展厅展位1707)。

您能简要介绍一下Anemoment公司在SWaP优化3D声速风速表领域的最新产品和发展吗?

用于大气研究的无人机数量从未如此之多。随着空中平台的进步,对轻质、坚固、高精度传感器的需求也在不断增加,这些传感器能够补充这些平台的功能,而不会对其性能产生负面影响。因此,尺寸、重量和功率(SWaP)优化是研究人员考虑的首要问题。

Anemoment TriSonica MiniTriSonica迷你风和天气传感器是目前世界上最小和最轻的三维超声波风速计。它很小,可以放在你的手掌里,但它是一个功能强大、高度精确的工具,用于大气监测、天气报告和生态系统研究。即使它很小,它也能提供风速、方向、温度、湿度、压力、倾角和罗盘数据。它被全球领先的研究人员用于:甲烷监测、大气剖面、边界层研究、野火和季风研究,仅举几例。

TriSonica-Sphere-Wind-Flux-Sensor为了响应客户的要求,设计了一个三维风速计,专门用于基于uas的大气通量和湍流研究三球风通量传感器是发达国家。其独特的球形结构,被美国专利商标局认可,美国专利#11,268,974,已经证明其能够提供更精确的垂直风测量,包括涡度相关研究。这种能力加上该设备的快速采样率(高达100 Hz),总重量只有225克,使其成为基于无人机的大气研究的理想选择。

跳转到部分阅读实际用例:
季风研究
野火的研究
大气分析
甲烷监测
气体泄漏检测
低速流扫描
海军风力研究

Anemoment无人机和无人机产品的用户通常面临的主要挑战是什么?

在无人机上放置风传感器以尽量减少旋翼的影响是我们领域的主要问题之一。虽然我们不是确定位置的专家,但我们的客户是。他们中的许多人已经发表了他们的研究成果。最近的一篇文章是《小型无人机的风速统计及其对传感器位置的敏感性》,作者是Trevor C. Wilson、James Brenner、Zachary Morrison、Jamey D. Jacob和Brian R. Elbing (https://www.mdpi.com/2073-4433/13/3/443).这些来自俄克拉荷马州立大学机械与航空航天工程学院的研究人员总结道“…406毫米的分离距离足以将转子的影响降至最低。”

我们编译了一个视频,标题为无人机上的传感器放置以实现最佳功能,该视频提供了关于无人机上传感器放置细微差别的额外见解和发现,其中包括专门针对该主题撰写的多篇研究论文的链接。

是什么让anmoment的技术解决方案在您的行业中脱颖而出,特别是对无人机运营商?

我们经常听到潜在客户和客户对我们对他们询问的回应感到非常惊讶。

鉴于近年来无人系统行业的快速发展,您如何看待Anemomen万博mantex手机官网t的技术解决方案的发展在这个领域?

我们的目标是保持与世界各地客户的相关性和价值。这意味着我们的开发精力将继续集中在使我们的产品“研究优化”上,这意味着我们将继续寻找方法来提高产品的灵敏度和测量的准确性,同时保持我们对swap优化的承诺。

你能举例说明你的无人机风和天气传感器是如何在现实世界中实现的吗?

我们的传感器正积极部署在无人机上,用于各种应用。这些包括:

季风研究

Embry-Riddle航空大学使用固定翼无人机上的TriSonica Mini研究改善北美季风预测的方法。安柏瑞德航空大学航空学院副教授凯文·阿德金斯博士解释道:“无人驾驶飞机使我们能够在比以往任何时候都更精细的空间和时间尺度上研究季风季节出现的独特天气现象。”通过使用有人驾驶和无人驾驶的车队,研究人员能够在水平和垂直方向上进行测量。理论上,数据越密集、频率越高,预测效果就越好。

“我们从一开始就对TriSonica Mini非常满意。”位于佛罗里达州代托纳海滩的Embry-Riddle航空大学机械工程副教授Marc Compere博士证实。“它是即插即用的,这很棒。它有一个简单、直接的界面,被证明很容易配置。设备是可靠的。我们对它没有任何问题,尽管我们在游戏后期添加了它——我们有大约两周的时间来整合它,但它是可靠的。它和其他风传感器一样坚固,甚至更好。在我们的研究中,TriSonica Mini表现完美无缺。没有什么需要调整的,而且使用起来很简单。你只要打开它,它就能工作,并给出答案。总的来说,这是一个出色的小产品。我会说得更直接些。 It is awesome! It’s really a great little product.”

固定翼无人机与TriSonica Mini进行低层大气测量
固定翼无人机与TriSonica Mini进行低层大气测量

野火的研究

圣何塞州立大学野火跨学科研究中心的研究人员依靠我们的TriSonica Mini,使用多旋翼无人机(DJI Matrice 200)捕捉野火产生的三维垂直风廓线。Craig Clements博士,教授和首席研究员评论道:“由于磁航向和加速度计校正的输出,以及其只有50克的小质量,该传感器是无人机的理想选择。”他们的研究表明,“在野外火灾中使用无人机可能是对目前用于监测火灾环境的仪器的改进。”

采集的数据可用于计算各种火灾天气指数,从而提供火灾行为和烟雾扩散指导。他们证明了他们的无人机平台能够进行高分辨率的测深,揭示小尺度的温度和风结构——由于无线电探空仪的上升速度更快,这些观测可能会被错过或平滑。“这个移动平台让我们在火势发展的过程中获得多次观测数据,这是你一次观测无法获得的。”

UAS系统照片,展示系统设计和操作。(a)有悬停的系统水平视图。(b) TriSonica Mini安装在距离无人机机身55厘米的碳纤维杆上,数据记录仪固定在平台顶部。(c) 2019年11月7日在犹他州Fishlake国家森林进行剖面飞行。
UAS系统照片,展示系统设计和操作。(a)有悬停的系统水平视图。(b) TriSonica Mini安装在距离无人机机身55厘米的碳纤维杆上,数据记录仪固定在平台顶部。(c) 2019年11月7日在犹他州Fishlake国家森林进行剖面飞行。

大气分析

对于BlueHalo无人系统和有效载荷主管亚历克斯·克拉万博mantex手机官网克(Alex Clark)来说,数值天气建模或大气剖面,特别是收集120米以下的数据,是克拉克及其团队代表太空导弹防御司令部(SMDC)开展的工作的重要组成部分,也是他们在低地球大气中传播高能激光的兴趣所在。通过使用数值天气模型预测来估计折射率结构系数或光学湍流,他们希望更好地估计高能系统的有效性。

其目标是在同一时刻测量多个地方的温度。通过了解节点之间的温差,他们能够估计出最佳的大气温度。为了完成这一任务,克拉克部署了一架小型无人机,与塔相邻。sUAS配备了TriSonica Mini,以捕获确定光学湍流和边界层所需的数据。

由于其小巧的外形和重量轻,TriSonica Mini被用于测量风速、温度、气压、相对湿度以及5到10米的UVW风向。“在现实世界中,我们试图限制机身尺寸,限制SWaP(尺寸、重量和功率),同时仍然收集准确而有意义的数据。由于其SWaP属性,TriSonica Mini是我们有效载荷包的完美补充。”

甲烷监测

Anemoment国际分销商Sparv Embedded正与Linköping University合作,将Aeris Technologies的高精度CH4(甲烷)传感器集成到无人机应用中。

该传感器具有前所未有的CH4分辨率,测量的变化小于1 ppb(十亿分之一)。在他们将传感器用于无人机使用后,有效载荷的重量为1.8公斤-轻到足以在一个相当小的四轴飞行器上飞行10分钟左右。这为更方便的甲烷采样提供了令人兴奋的可能性。

甲烷是一种温室效应比二氧化碳强84倍的气体,在释放到大气中20年后计算。准确测量甲烷排放量非常重要,这不仅有助于提高人们对甲烷对大气环境影响的认识,而且有助于制定有关甲烷排放的现实有效的法规。

“TriSonica Mini是目前最轻的3D风传感器。”Sparv Embedded AB总裁Anders Petersson说。“这使得TriSonica Mini解决了小型无人机风感能力的盲点。TriSonica Mini是我们Sparvio传感平台的天然补充。”

图片显示,一架四轴飞行器在空中盘旋,下方装有白色Aeris传感器。这架四轴飞行器还携带了一个Sparvio传感器系统,可以将Aeris的数据与TriSonica风和天气传感器、GPS和其他传感器的读数同步。Sparvio记录所有数据并将其传输到地面站,以便在地图上实时可视化。最后,综合所有数据,不仅可以计算出甲烷排放源的位置,还可以计算出气体流量。
图片显示,一架四轴飞行器在空中盘旋,下方装有白色Aeris传感器。这架四轴飞行器还携带了一个Sparvio传感器系统,可以将Aeris的数据与TriSonica风和天气传感器、GPS和其他传感器的读数同步。Sparvio记录所有数据并将其传输到地面站,以便在地图上实时可视化。最后,综合所有数据,不仅可以计算出甲烷排放源的位置,还可以计算出气体流量。

气体泄漏检测

ABB公司吹捧世界上最快、最灵敏的基于无人机的气体泄漏检测系统。它被称为HoverGuard,利用LGR-ICOS激光技术、TriSonica Mini声波风速计和GNNS传感器,允许客户在几分钟内检测到远离难以到达的泄漏源。该系统能够在飞行过程中以前所未有的速度、准确性和可靠性探测和测绘天然气泄漏(每分钟覆盖的土地面积是传统方法的10-15倍,节省了大量时间,并允许用户调查道路或步行无法到达的位置)。

ABB的HoverGuard在无人机上操作,可在飞行过程中检测气体泄漏。
ABB的HoverGuard在无人机上操作,可在飞行过程中检测气体泄漏。

低速流扫描

了解低速气流在室内通风和空调应用中是必不可少的。来自Streamwise GmbH的探头捕获(ProCap)超声波3D是一款独特的低速应用流量显示和测量工具(能够检测低于1m /s的流量)。

ProCap利用了TriSonica Sphere风通量传感器独特的垂直风测量功能,在理解和优化洁净室、通风柜或房间通风中遇到的低速气流方面具有巨大潜力。由于不需要示踪颗粒,并且其快速灵活的设置可以在任何地方进行测量,甚至在人类存在的情况下。探测器不仅能测量速度,还能测量温度和湿度,进一步提高了性能。

Streamwise GmbH公司的ProCap 3D超声流量探头允许用户实时扫描和绘制低速流场。
Streamwise GmbH公司的ProCap 3D超声流量探头允许用户实时扫描和绘制低速流场。

海军风力研究

美国海军学院和乔治华盛顿大学正在测试配备了TriSonica迷你风和天气传感器的多旋翼无人机。

他们的目标是测量海上海军舰艇周围的风廓线。“在海军舰艇上降落直升机非常具有挑战性,特别是在恶劣天气下。海军正在寻找更精确的风向信息,以帮助指导决定何时以及在什么条件下直升机可以安全降落在海军舰艇上。”乔治华盛顿大学工程与应用科学学院(SEAS)机械与航空航天工程教授、美国退役海军上尉穆雷·斯奈德博士说。

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发布的 莎拉·辛普森 Sarah是一名经验丰富的文案和研究人员。Sarah对采购独特的数字万博mantex手机官网万搏manbext内容充满热情,并有撰写无人领域最新技术创新的才华。 联系与联系
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