IMU Kalibrierung für Phantom 3 / Inspire 1

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    • IMU Kalibrierung für Phantom 3 / Inspire 1

      Die IMU (Inertial Measurement Unit) oder zu Deutsch der Inertialsensor, vereinigt in sich die Sensorik für Drehung, Beschleunigung und Himmelsrichtung. Der für die Ausrichtung zuständige Kompass wird, infolge der räumlichen Trennung der Kalibrierung, separat behandelt.

      Als nächstes ist der Drehratensensor (Gyroskop) zu nennen, welcher mit Hilfe von drei orthogonal angeordneten Sensoren die Winkelgeschwindigkeit in °/s (Grad je Sekunde) in den drei Achsen X, Y und Z misst und somit die Rotationsgeschwindigkeiten ermittelt. Im Idealfall stellt dieser Beschleunigungssensor, sobald das Flugmodell vollständig zur Ruhe gekommen ist, keinerlei Bewegung fest und der Messwert steht in allen Richtungen bei 0°/s.

      Letzten Endes, beherbergt die IMU auch noch die Beschleunigungs-Sensorik, welche ebenfalls mit Hilfe von drei orthogonal angeordneten Sensoren eben jene Beschleunigung in den drei Achsen X, Y und Z feststellt. Diese Werte werden in Relation zur Erdbeschleunigung gemessen und in g angegeben. Diese Werte können zwischen den Polen mit 9,83 m/s und am Äquator mit 9,78 m/s um ca. 0,5% variieren. Als Mittelwert wird die Erdbeschleunigung mit 9,81 m/s angenommen. Im Idealfall stellt dieser Beschleunigungssensor, sobald das Flugmodell vollständig zur Ruhe gekommen ist, eine Beschleunigung (Acceleration) in den Achsen X und Y mit einem Wert von 0g und in der Z-Achse infolge der Erdanziehung mit einen Wert von -1g fest.

      Um jetzt die Referenzwerte für eine erfolgreiche Kalibrierung herzustellen, ist zum einen eine absolut ruhige Umgebung sowie infolge der Erdanziehung eine in den Achsen X und Y ebene Fläche notwendig. Die Kalibrierung der IMU kann im Gegensatz zur Kalibrierung des Kompasses in den eigenen vier Wänden durchgeführt werden, was schlussendlich auch empfohlen wird.

      In der Regel genügt für die Kalibrierung eine ebene, unbewegliche Fläche, auf welcher das Flugmodell abgestellt wird und zur Ruhe kommen kann. In manchen Diskussionen wird, um Abweichungen innerhalb der Gehäusestruktur sowie des Landegestells auszuschließen, die ebene Ausrichtung der Motorenachsen empfohlen. Ob dies bei der unterschiedlich geneigten Motorenlage sinnvoll ist, muss jeder für sich entscheiden.
    • IMU Kalibrieren

      Von Werk aus ist die IMU bereits sauber kalibriert worden und Ihr Flugmodell ist somit Flugfertig. Nur wenn der Inertialsensor infolge eines Absturzes oder „sehr harten“ Landung im inneren des Modells in der Lage oder Position nur gering verändert wird, wird auch eine Kalibrierung der IMU notwendig. Diese Notwendigkeit wird Euch in aller Regel in der DJI GO App angezeigt. Ein starten des Fluggerätes ist in einem solchen Fall nicht mehr möglich. In manchen Fällen (z.B. Driften, Drehen, unklare Flugrichtungen, schiefe Gimbal-Stellung, etc.) kann eine IMU-Kalibrierung auch ohne eine solcher Hinweis sinnvoll sein und in Erwägung gezogen werden.
      Die Sensorik der IMU ist Temperaturabhängig. Für ein stabiles Messverhalten wird die IMU aufgewärmt. Während der Kalibrierung wird die Ausgangstemperatur der Messung abgespeichert. Demzufolge wartet bei jedem Start, Euer Flugmodell mit der Meldung „Aircraft warming up“, bis die IMU mindestens die Temperatur, wie bei der Kalibrierung, wieder erreicht hat. Dies kann dann schon mal 3-4 Minuten dauern. Um diese Wartezeit zu Beginn eines jeden Fluges zu minimieren, empfiehlt es sich, bereits beim Kalibrieren die Aufwärmphase gering zu halten und die Kalibrierung umgehend nach dem Einschalten des Flugmodells zu beginnen. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer „kalten Kalibrierung“.
      Die im Folgenden aufgeführten Schritte sind so aufgebaut, dass eine solche „kalte Kalibrierung“ möglich ist.
      Es empfiehlt sich daher die Kalibrierung Eures Inspire 1 / Phantom 3

      • erst nach einer ausgiebigen Abkühlphase nach dem letzten Flug (i.d.R. erst am darauffolgenden Tag),
      • nicht an heißen Sommertagen,
      • evtl. in kühleren (Keller-) Räumen,
      durchzuführen.Eine gern propagierte Maßnahme, den Phantom im Vorfeld für 15-30 Minuten im Kühl- oder gar Gefrierschrank abzukühlen, erachte ich als weniger ratsam und ist aus eigenen Erfahrungen auch nicht für notwendig.

      Vor einer solchen IMU-Kalibrierung solltet Ihr folgende Punkte vorbereiten
      1.Stellt sicher, dass die „Intelligent Flight Battery“, welche Ihr für die Kalibrierung Eures Flugmodells verwenden möchten, mindestens zu 50% aufgeladen ist.
      2.Stellt sicher, dass die Fernsteuerung des Flugmodells mindestens zu 30% geladen ist.
      3.Achtet darauf, dass auf dem verwendeten SmartDevice die aktuellste Version der DJI GO App installiert ist und dieses ebenfalls zu mindestens 30% geladen ist.
      4.Stellt den Inspire 1 / Phantom 3 mit eingelegter „Intelligent Flight Battery“ in noch ausgeschaltetem Zustand auf die bereits im Vorfeld ausgewählte, ruhige und nach allen Seiten ebene Fläche.Es empfiehlt sich, dieselbe Fläche, wo bereits eine erfolgreiche Kalibrierung durchgeführt wurde, wieder zu verwenden.
      5.Verbindet Euer SmartDevice mit der Fernsteuerung und schalten beide Geräte wie gewohnt ein.
      6.Startet die DJI GO App und öffnet die Kameraansicht (Camera View) zu Eurem Flugmodell.
      7.Öffnet durch Anwahl in der Titelleiste links auf den Flugmodus (bezeichnet z.B. mit "P-OPTI", o.ä.) das Menü „MC Settings“.



      8.Öffnet das Untermenü der Sensorik durch Anwahl der Option „Sensors“ (weiter unten im Menü).



      In dem sich öffnenden Untermenü sind infolge des noch ausgeschalteten Phantom 3 / Inspire 1 noch keine Werte ersichtlich. Jetzt ist alles für eine erfolgreiche „kalte Kalibrierung“ vorbereitet. Von nun an müssen die nächsten Schritte bis zum Start der Kalibrierung zügig durchgeführt werden. Lest diese Anleitung daher im Vorfeld vollends durch und macht Euch mit den weiteren Schritten vertraut.

      Durchführen der IMU-Kalibrierung
      9.Schaltet Euer Flugmodell wie gewohnt an der „Intelligent Flight Battery“ ein.
      10.In der DJI GO App öffnet sich nach erfolgreicher Verbindung mit Eurem Flugmodell das Fenster mit dem „Aircraft State“. Schließt dieses umgehend ohne weiter darauf einzugehen und öffnen Sie durch nochmalige Anwahl in der Titelleiste links auf den Flugmodus wieder das Menü. Ihr solltet Euch jetzt wieder direkt im Untermenü der Sensorik „Sensors“ befinden.



      Verlasst jetzt mit der Fernsteuerung zügig den Raum oder begebt Euch z.B. auf einen Stuhl / Sessel, wo Ihr ruhig bis zum Abschluss der Kalibrierung verbleiben könnt. Stellt auch bereits im Vorfeld sicher, das während des Updates niemand anders den Raum betritt. Bereits geringe Vibrationen zum falschen Zeitpunkt können den Erfolg der Kalibrierung in Frage stellen. Euer DJI-Flugmodell ist in diesem Zusammenhang nun mal ein „Sensibelchen“.
      11.Startet nachdem Ihr Eure Position eingenommen habt mit der Anwahl „IMU Calibration“ umgehend die Kalibrierung.Jetzt könnt Ihr den Verlauf der Kalibrierung in der DJI GO App am Fortschrittsbalken verfolgen.



      Sobald die Kalibrierung abgeschlossen ist, erhaltet Ihr folgende Meldung und könnt den Vorgang beenden.



      12.War die Kalibrierung erfolgreich zeigt das Untermenü „Sensors“ folgende Werte
      • Gyroscope(°/s): = 0.00 -> Werte zwischen -0.02 und +0.02 sind OK
      • Acelleration (g): = 1.00 -> Werte zwischen 0.98 und 1.02 sind OK
      In der DJI GO App könnt Ihr im Untermenü „Sensors“ mit der Anwahl auf „Check IMU“ die Werte auf oben aufgeführte Grenzwerte prüfen. Zugunsten einer „kalten Kalibrierung“ solltet Ihr dies jedoch nicht direkt vor dem Start einer IMU-Kalibrierung durchführen.
    • Danke das Du mir echt weitergeholfen!! Spricht aber auch wieder alles für den inkompetenten Service von Dji!!! ;( Denn da hatte ich heute auch angerufen und denen das Problem geschildert das hätte man mir auch sagen können.. Allerdings bin ich mir nicht so ganz sicher ob das alles so passt deshalb noch mal ein Bild von meinen Werten, vielleicht kann das ja mal jemand mit seinen vergleichen..


    • Deine IMU-Werte sehen doch gut aus, eigentlich sogar Ideal. So habe ich es in der Beschreibung gleich im ersten Beitrag auch zusammengefasst. Alle Werte 0 nur der Beschleunigungssensor in der Z-Achse wegen der Erdanziehung auf -1 G.

      Die Kompass-Werte machst Du ja extra mit der Kompass-Kalibrierung am Startplatz. Zur IMU hast Du ja die Info, dass keine Kalibrierung erforderlich (required) ist.
    • Hallo Leute

      Ich habe nach einer sehr harten Landung vorsichtshalber die IMU kalibriert:



      Mit den Gyroscope- und Acceleration-Werten bin ich zufrieden.
      Allerdings stelle ich bei den Compass-Werten eine ziemlich grosse Differenz zu euren abgebildeten Werten fest, welche ich nicht so ganz zu deuten weiss. Was meint ihr?
      Werde aber so oder so noch eine Kompass-Kali durchführen und schauen was dabei herauskommt.
      Herzliche Grüsse
      Daniel

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      "Keep the blue Side up!" ...

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