Kicsi, pontos és megfizethető giroszkóp a GPS nélküli navigáláshoz

A Michigan Egyetem kutatói egy kicsi, olcsó és nagyon pontos giroszkópot fejlesztettek ki, amely segíthet az autonóm autóknak és a drónoknak GPS jel nélkül is a pályán maradni.

„A giroszkópunk 10 ezerszer pontosabb, de csak 10-szer olyan drága, mint azok a giroszkópok, amelyeket a mobiltelefonokban általában használnak. Emellett ezerszer olcsóbb, mint a hasonló teljesítményű nagyobb giroszkópok.” mondta Khalil Najafi, mérnökprofesszor.

A legtöbb okostelefon giroszkópot tartalmaz, amely észleli a képernyő állásának irányát és meg tudja állapítani, hogy merre néz, de ezek többnyire nem túl pontosak.

Forrás: Tech Xplore

Ez a telefonok esetében általában nem okoz nagy problémát, de az önvezető autók gyorsan el tudnak veszni GPS jel nélkül emiatt. Az autonóm autók jelenleg nagyteljesítményű giroszkópokat használnak a navigációs rendszerükben, amelyek nagyobbak és sokkal drágábbak is.

A jobb navigációs rendszer nem csak az önvezető autók esetében lehet hasznos, hanem katonáknak is, hogy ne vesszenek el ismeretlen területen GPS jel nélkül. Sőt akár a házon belüli robotok számára is felhasználható lehet.

Inerciális mérőegységnek nevezzük azt az eszközt, amely lehetővé teszi a navigációt állandó orientációs jel nélkül. Három gyorsulásmérőből és három giroszkópból áll, amelyek mindegyike egy-egy tengelyen helyezkedik el. De a jelenlegi inerciális mérőegységekkel való tájékozódás annyira drága, hogy nem nagyon jön szóba, még olyan drága berendezések esetében sem, mint az autonóm járművek.

A megfizethető, kisméretű giroszkóp elkészítésének kulcsa a szimmetrikus mechanikus rezonátor. „A rezonátor egy bizonyos mintázat szerint rezeg. Ha hirtelen elforgatjuk, a vibrációs minta megfigyelésével meg lehet állapítani az elforgatás szögét és irányát.” – mondta Sajal Singh, az eszköz egyik kifejlesztője.

Annak érdekében, hogy a rezonátorokat a lehető legtökéletesebbé tegye, a Najafi csapata egy majdnem tökéletes tiszta üveglappal kezdett, amelyet olvasztott szilícium-dioxidnak hívnak, és körülbelül negyed milliméter vastag. Fúvós fúróval melegítik az üveget, majd Bundt-alakúvá alakítják – „madárfürdő” rezonátornak is nevezik, mivel egy fejjel lefelé mutató madárfürdőhöz hasonló.

Ezután fémbevonatot adnak a héjhoz, és körbe elektródákat helyeznek el, amelyek indítják és mérik az üvegben lévő rezgéseket. Az egészet egy vákuumcsomagba csomagolják, amely megakadályozza, hogy a levegő gyorsan elfojtsa a rezgéseket.
Az új fejlesztés a tervek szerint az Inerciális érzékelőkről és rendszerekről rendezett 7. Nemzetközi Szimpóziumon kerül bemutatásra március 25-én.

Forrás: Tech Xplore

https://techxplore.com/news/2020-03-small-precise-gyroscope-gps.html

Lépjen kapcsolatba velünk

Budapest, Than Károly u. 3, 1119
(1) 371 5936