利用旋转矩阵将三个传感器所测量的欧拉角转换为四元数形式,然后计算磁场的参考方向
计算重力分v与磁场分量w:
利用加速度,磁力计的值与重力分量,磁场分量求取误差:
利用比例-积分处理上步所求误差,然后利用所求的值补偿陀螺仪产生的零漂现象, 最终结算得到当前姿态信息 。
采集飞行数据并通过滤波以后的结果如图 5.4 俯仰角,图 5.5 滚转角,图 5.6 偏航角 。
3. PID控制器设计
无人机定高飞行主要分两种情况,一种是手动控制定高模式,此种模式下,无人机飞控仍然接收并执行遥控器指令信号,另一种是无人机自主飞行时,如航点飞行或者 offboard 模式等,设定无人机在一定高度下执行预设飞行任务,而不依靠遥控器信号指 令控制自身运动,而本文研究的是第二种定高模式 。
在位置控制的背景下,本文中串级双环 PID 控制系统专为实现避障系统而设计,保证四旋翼无人机可以准确的到达目标位置,并且在悬停时保持四旋翼的稳定性 。整个双回路控制系统分为内环控制(姿态控制)和外环控制(位置控制)两部分,其中外环控制中主要研究定高控制部分 。
3.1 PID控制原理
PID 控制器是控制理论中最经典的控制算法,PID 算法简单,可靠性高,被广泛应用于过程控制与运动控制,PID 控制主要由比例,积分以及微分三个环节组成,通过这三个环节对输入值与输出值形成的差值分别做比例运算,积分运算和微分运算,将控制结果发送到被控对象以实现对系统的控制作用,闭环 PID 控制系统原理图如图所示 。
PID 的三种环节中比例环节 P 的作用是直接将误差的比例作为输出,加快系统的响应速度,提高系统调节精度,但是较大的比例作用会使对象的输出产生较大波动,太小的比例作用会使对象的输出变换缓慢 。积分用于将之前的误差值与时间的比例累加起来作为输出,积分环节 I 主要用于消除对象输出稳定时的稳态误差,但是会存在积分饱和情况 。微分环节 D 将误差随时间的变化的斜率以比例的形式输出,改善系统的动态性能, 主要用于缩短对象的上升时间,加快响应速度,达到超前调节的作用 。使用 PID 控制器的过程中,既可以使用 PID 控制,也可以单独使用 P、PI、PD 等控制,使用的过程即
3.2 串级PID控制器设计
本文把避障研究简化到二维平面以后,整体的位置控制就被分为了两部分:定高控制与平面位置控制 。其中平面的位置控制即由机载设备发送平面位置,然后由飞控执行 。
(1)高度控制器
因为高度信息是三维位置的垂直方向信息,所以在实际的飞控控制的无人机飞行的过程中,高度控制属于位置控制的一部分,其中关于高度控制器的流程图可以总结为下图所示 。
(2)姿态控制器
4. 本文小结
本文主要介绍避障过程中相关姿态以及位置高度的控制设计过程,要想控制效果好,首先解算要准确,再飞控资深所带传感器具有固有缺陷的前提下,通过互补滤波算法融合传感器数据,通过融合加速度计与气压结算无人机实际高度,融合加速度计、磁力计与陀螺仪数据解算无人机当前姿态信息;最后利用PID控制算法,设计了串级PID高度控制器与串级PID姿态控制器 。
无人机四旋翼可以带上高铁飞机么?如果要在旅游出行时携带大疆无人机及备用电池,请遵循相关政策法规及各个公司规则 。
1. 航空出行:建议详细咨询下需要乘坐的航空公司,具体电池携带规则请以各大航空公司为准 。
2. 高铁出行:DJI 产品目前全线使用锂离子电池,目前中国铁路 12306 官网对携带品和行李的规定中,并未对无人机电池做出相关规定,建议详询 12306 官方客服 。
飞行器邮寄与携带登机常见问题
适用产品:航拍无人机
日常邮寄
无人机邮寄时如何包装?
运输前请将电池拆下,与飞行器分开包装 。
机身部分:
使用云台保护罩或收纳保护罩将云台固定,建议使用原包装运输;
如无原包装,可以用其他较厚的箱子,在箱子内放置海绵垫、泡沫纸等物品保护飞行器,再进行运输 。
电池部分:
建议使用原包装包裹电池运输;
如无原包装,可用其他较厚的箱子,在箱子内放置海绵垫、泡沫纸等物品保护电池,再进行运输 。
* 如电池有鼓包、漏液等情况请勿邮寄,联系 DJI 技术支持获取帮助 。
快递公司拒收无人机怎么办?
目前快递公司对无人机产品暂无相关规定,均可正常收发,如遇到物流拒收等情况,可联系对应物流公司客服热线咨询:
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