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航拍無(wú)人機(jī)根據(jù)具體應(yīng)用可將其劃分為專業(yè)以及消費(fèi)級(jí)別。消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)航拍系統(tǒng),常采用來(lái)自手機(jī)等消費(fèi)類產(chǎn)品的磁傳感器,而專業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)由于對(duì)航拍穩(wěn)定性以及航拍質(zhì)量的嚴(yán)格要求,因此常使用工業(yè)級(jí)的MEMS磁傳感器,以保證導(dǎo)航定位的準(zhǔn)確性。目前航拍無(wú)人的導(dǎo)航方式,綜合采用了GPS+慣性導(dǎo)航的方式。慣性導(dǎo)航通常是由兩個(gè)或以上的傳感器信息,用于飛機(jī)相對(duì)地球的航向矢量和速度矢量。
無(wú)人機(jī)廠家借助一個(gè)三軸加速度計(jì)可以測(cè)得一個(gè)固定平臺(tái)相對(duì)地球表面的運(yùn)動(dòng)方向,但是一旦平臺(tái)運(yùn)動(dòng)起來(lái),情況就會(huì)變得復(fù)雜的多。如果平臺(tái)做自由落體,加速度計(jì)測(cè)得的加速度值為零。如果平臺(tái)朝某個(gè)方向做加速度運(yùn)動(dòng),各個(gè)軸向加速度值會(huì),含有重力產(chǎn)生的加速度值,使得無(wú)法獲得真正的加速度值。
陀螺儀測(cè)量機(jī)體圍繞某個(gè)軸向的旋轉(zhuǎn)角速率值。無(wú)人機(jī)廠家使用陀螺儀測(cè)量,飛機(jī)機(jī)體軸向的旋轉(zhuǎn)角速率時(shí),如果飛機(jī)在旋轉(zhuǎn),測(cè)得的值為非零值,飛機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí),測(cè)量的值為零。因此,在60度橫滾角的飛機(jī)上的陀螺儀,測(cè)得的橫滾角速率值為零,同樣在飛機(jī)做水平直線飛行時(shí),角速率值為零。
可以通過(guò)角速率值的時(shí)間積分,來(lái)估計(jì)當(dāng)前的橫滾角度,前提是沒(méi)有誤差的累積。陀螺儀測(cè)量的值會(huì)隨時(shí)間漂移,經(jīng)過(guò)幾分鐘甚至幾秒鐘定會(huì)累積出額外的誤差來(lái),會(huì)導(dǎo)致對(duì)飛機(jī)當(dāng)前,相對(duì)水平面橫滾角度完全錯(cuò)誤的認(rèn)知。因此,單獨(dú)使用陀螺儀也無(wú)法保持飛機(jī)的特定航向。
由此可以看出加速度計(jì),在較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量值是正確的,而在較短時(shí)間內(nèi)由于信號(hào)噪聲的存在,則會(huì)出現(xiàn)誤差。無(wú)人機(jī)廠家的陀螺儀在較短時(shí)間內(nèi),則比較準(zhǔn)確,而較長(zhǎng)時(shí)間則會(huì)有與漂移而存有誤差。因此,需要兩者(相互調(diào)整)來(lái)確保航向的正確。
事實(shí)上,即使使用了兩者,也只可以用于測(cè)得飛機(jī)的俯仰和橫滾角度。對(duì)于偏航角度,由于偏航角和重力方向正交,無(wú)法用加速度計(jì)測(cè)量得到,而由于MEMS磁傳感器對(duì)磁場(chǎng)變化,和慣性力十分敏感,因此常用作校準(zhǔn)測(cè)量偏航角度的陀螺儀的漂移值。
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