Medición de la Velocidad del Viento mediante un Anemómetro Térmico Económico y Ligero en un Pequeño UAV
Autores: Inoue, Jun; Sato, Kazutoshi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Medición de la Velocidad del Viento mediante un Anemómetro Térmico Económico y Ligero en un Pequeño UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Información del viento
Vehículo aéreo no tripulado pequeño
Perfilado atmosférico
Velocidad del viento
Anemómetros ultrasónicos
Anemómetro térmico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El perfilado de la información del viento al utilizar un vehículo aéreo no tripulado pequeño (sUAV) es vital para el perfilado atmosférico y el monitoreo de la actitud durante el vuelo. La velocidad del viento en un sUAV se puede medir directamente utilizando anemómetros ultrasónicos o calculando su información de control de actitud. El primer método requiere una carga útil relativamente grande para un anemómetro ultrasónico a bordo, mientras que el segundo requiere acceso a datos de registro de vuelo en tiempo real, lo que depende de los fabricantes de UAV. Este estudio propone la viabilidad de un pequeño anemómetro térmico para medir velocidades del viento de manera económica utilizando un cuadricóptero comercial pequeño (DJI Mavic2: M2). Un experimento de laboratorio demostró que el sesgo de la velocidad del viento horizontal aumentaba linealmente con la velocidad ascendente del sUAV. Un experimento con humo durante el vuelo en suspensión reveló el sesgo del viento descendente (1.2 m s-1) a una altura de 12 cm sobre el cuerpo del M2. Experimentos de campo en el océano cubierto de hielo demostraron que la velocidad del viento corregida coincidía estrechamente con los datos de viento a bordo observados por un anemómetro ultrasónico calibrado. Se propuso un sistema de montaje dual que comprende anemómetros térmicos para medir la velocidad y dirección del viento.
Descripción
El perfilado de la información del viento al utilizar un vehículo aéreo no tripulado pequeño (sUAV) es vital para el perfilado atmosférico y el monitoreo de la actitud durante el vuelo. La velocidad del viento en un sUAV se puede medir directamente utilizando anemómetros ultrasónicos o calculando su información de control de actitud. El primer método requiere una carga útil relativamente grande para un anemómetro ultrasónico a bordo, mientras que el segundo requiere acceso a datos de registro de vuelo en tiempo real, lo que depende de los fabricantes de UAV. Este estudio propone la viabilidad de un pequeño anemómetro térmico para medir velocidades del viento de manera económica utilizando un cuadricóptero comercial pequeño (DJI Mavic2: M2). Un experimento de laboratorio demostró que el sesgo de la velocidad del viento horizontal aumentaba linealmente con la velocidad ascendente del sUAV. Un experimento con humo durante el vuelo en suspensión reveló el sesgo del viento descendente (1.2 m s-1) a una altura de 12 cm sobre el cuerpo del M2. Experimentos de campo en el océano cubierto de hielo demostraron que la velocidad del viento corregida coincidía estrechamente con los datos de viento a bordo observados por un anemómetro ultrasónico calibrado. Se propuso un sistema de montaje dual que comprende anemómetros térmicos para medir la velocidad y dirección del viento.