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  • 有哪些技術會影響無人機的精準導航定位

    英特爾、高通、英偉達等多平臺召開無人機發布會宣布進軍消費級無人機市場,此舉使得消費級的航拍無人機炙手可熱。與此同時,用于檢測地球磁場的MEMS磁傳感器也廣泛應用到航拍無人機導航系統,以提升導航定位的精度及速度。天長航空技術有限公司

    航拍無人機根據具體應用可將其劃分為專業以及消費級別。消費級無人機航拍系統常采用來自手機等消費類產品的磁傳感器,而專業級無人機由于對航拍穩定性以及航拍質量的嚴格要求,因此常使用工業級的MEMS磁傳感器以保障導航定位的準確性。天長航空技術有限公司

    目前航拍無人的導航方式綜合采用了GPS+慣性導航的方式。慣性導航通常是由兩個或以上的傳感器(陀螺儀、加速度計、磁場計和/或GPS)信息用于飛機相對地球的航向矢量和速度矢量。

    加速度計用于測量加速度。借助一個三軸加速度計可以測得一個固定平臺相對地球表面的運動方向,但是一旦平臺運動起來,情況就會變得復雜的多。如果平臺做自由落體,加速度計測得的加速度值為零。如果平臺朝某個方向做加速度運動,各個軸向加速度值會含有重力產生的加速度值,使得無法獲得真正的加速度值。例如,安裝在60度橫滾角飛機上的三軸加速度計會測得2G的垂直加速度值,而事實上飛機相對地區表面是60度的傾角。因此,單***使用加速度計無法使飛機保持一個固定的航向。

    陀螺儀測量機體圍繞某個軸向的旋轉角速率值。使用陀螺儀測量飛機機體軸向的旋轉角速率時,如果飛機在旋轉,測得的值為非零值,飛機不旋轉時,測量的值為零。因此,在60度橫滾角的飛機上的陀螺儀測得的橫滾角速率值為零,同樣在飛機做水平直線飛行時,角速率值為零??梢酝ㄟ^角速率值的時間積分來估計當前的橫滾角度,前提是沒有誤差的累積。陀螺儀測量的值會隨時間漂移,經過幾分鐘甚至幾秒鐘定會累積出額外的誤差來,而***終會導致對飛機當前相對水平面橫滾角度完全錯誤的認知。因此,單***使用陀螺儀也無法保持飛機的特定航向。天長航空技術有限公司

    由此可以看出加速度計在較長時間的測量值(確定飛機航向)是正確的,而在較短時間內由于信號噪聲的存在,則會出現誤差。陀螺儀在較短時間內則比較準確而較長時間則會有與漂移而存有誤差。因此,需要兩者(相互調整)來確保航向的正確。

    事實上,即使使用了兩者,也只可以用于測得飛機的俯仰和橫滾角度。對于偏航角度,由于偏航角和重力方向正交,無法用加速度計測量得到,而由于MEMS磁傳感器對磁場變化和慣性力十分敏感,因此常用作校準測量偏航角度的陀螺儀的漂移值。

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