論文の概要: Affordable Data Collection System for UAVs Taxi Vibration Testing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.07783v1
- Date: Mon, 12 Jan 2026 17:58:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.750106
- Title: Affordable Data Collection System for UAVs Taxi Vibration Testing
- Title（参考訳）: UAVsタクシー振動試験のための付加データ収集システム
- Authors: Chaoyi Lin Yang, Gabriele Dessena, Oscar E. Bonilla-Manrique,
- Abstract要約: 本研究は、安価で社内で開発された加速DAQの設計と実験的な妥当性を示す。
DAQは、小型でスケーラブルで費用対効果の高い、航空宇宙振動解析と構造試験のための代替手段を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Structural vibration testing plays a key role in aerospace engineering for evaluating dynamic behaviour, ensuring reliability and verifying structural integrity. These tests rely on accurate and robust data acquisition systems (DAQ) to capture high-quality acceleration data. However, commercial DAQs that provide the required performance and features are often expensive and complex, limiting their accessibility for small-scale research and experimental applications. This work presents the design and experimental validation of an affordable and in-house-developed acceleration DAQ, tested on a small fixed-wing UAV through several Taxi Vibration Test (TVT) runs and ambient vibration measurements. The proposed system integrates several OrangePi 3 LTS single-board computers with multiple LSM6DS3TR-C MEMS inertial measurement units operating simultaneously via an Inter-Integrated Circuit (I2C) communication interface, managed under a Python-based master/slave architecture. Data is acquired at a stable sampling rate of approximately 208 Hz and post-processed using Welch's method to estimate their Power Spectral Density (PSD). Results confirm the system ability to provide consistent multi-sensor acceleration data and repeatable PSD profiles under the same test conditions; thus, demonstrating its reliability. With a total hardware cost below 600 EUR (approximately 690 USD), the developed DAQ offers a compact, scalable and cost-effective alternative for aerospace vibration analysis and structural testing.
- Abstract（参考訳）: 構造振動試験は、ダイナミックな振る舞いを評価し、信頼性を確保し、構造的整合性を検証するために、航空宇宙工学において重要な役割を果たす。
これらのテストは、高品質な加速度データをキャプチャするために、正確で堅牢なデータ取得システム(DAQ)に依存している。
しかし、要求されるパフォーマンスと機能を提供する商用DAQは、しばしば高価で複雑であり、小規模の研究や実験アプリケーションへのアクセシビリティを制限している。
本研究は, 小型の固定翼UAV(Taxi Vibration Test (TVT)) と周囲振動測定により, 安価な, 社内開発型加速DAQの設計と実験的検証を行う。
提案システムは,複数のLangiPi 3 LTSシングルボードコンピュータと複数のLSM6DS3TR-C MEMS慣性測定ユニットを,Python ベースのマスタ/スレーブアーキテクチャで管理される I2C (Inter-Integrated Circuit) 通信インタフェースを介して同時に動作させる。
データは、約208Hzの安定したサンプリングレートで取得され、ウェルチの手法を用いて後処理され、パワースペクトル密度(PSD)が推定される。
その結果、同じテスト条件下で、一貫したマルチセンサアクセラレーションデータと繰り返し可能なPSDプロファイルを提供するシステム能力を確認し、その信頼性を示す。
総ハードウェアコストが600EUR(約690USD)を下回ると、DAQは小型でスケーラブルで費用対効果の高い航空機振動解析と構造試験の代替品を提供する。
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