四轴起飞时，发出触发信号使导航模块开始工作，同时读取ICM20602的加速度计、陀螺仪数据，对数据卡尔曼滤波后姿态解算，对角度与角速度采取串级PID调节。控制系统算法设计主要有ICM20602滤波算法，姿态解算算法、串级PID控制算法和定高部分控制算法。碍于篇幅所限，下面介绍最重要的串级PID控制算法和定高部分控制算法。地理坐标系中重力的水平分量为零，仅用三轴陀螺仪和三轴加速度计无法计算出航向角，由于巡线机器人保持稳定飞行只需要横滚角（roll）和俯仰角（pitch），所以四元数转换成欧拉角。定高控制算法采用的是增量式PID控制，定高控制的输出最后与姿态控制的输出叠加到四个电机的控制中。数据滤波使用的是低通滤波，采用近三次的平均值。为了防止姿态对激光测距的影响及减小高度控制对姿态控制的干扰使用欧拉角来校正高度值，即Hight=(float)Hight*(cos(roll)* cos(pitch))。将四元数转换后的欧拉角与陀螺仪测出来的角速度进行串级PID控制，其中欧拉角作为外环，角速度作为内环。外环的PID以及内环的PD设定值为测试数据值。由于内环的角速度控制不需要无静差,所以内环采用PD控制,为防止测量的误差造成较大影响,外环积分需要限幅。
标签： 传感器
上传时间： 2022-06-24
上传用户：默默
STM32飞控源码,stm32f103主控，陀螺仪数据传感，外加姿态解算算法
标签： stm32
上传时间： 2022-07-08
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四轴飞行器拥有四个旋翼，属于多旋翼直升机。四轴飞行器具有四个成对称分布的旋翼。它通过控制四个旋翼的旋转速度而非机械结构来实现各种飞行动作。四轴飞行器具有成本低、机体结构简单、没有机械结构、飞行稳定性好、重量轻、有利于小型化无人化等特点。因此可以应用在人无法到达的一些复杂环境之中。目前四旋翼飞行器等多旋翼飞行器已经在很多行业比如航空拍摄、遥感勘测、实时监控、军事侦察、喷洒农药中得到了广泛的应用，并已经形成了相关产业。四旋翼飞行器具有非线性控制、控制量多、飞行姿态控制过程复杂等特性。本课题基于实现四轴飞行器低成本小型化通用化的思路，通过研究剖析四旋翼飞行器飞行的原理，根据其数学模型和控制系统的功能要求，在MCU上实现了四旋翼飞行器的姿态数据的获取、飞行姿态解算以及飞行姿态控制。本课题硬件上采用stm32系列STM32F103C8T632位处理器作为主控制器负责分析处理数据，根据姿态运算结果，输出电机控制信号；主要使用惯性测量单元MPU-6050等传感器模块用于姿态信息的检测；采用场效应管驱动电路来驱动空心杯电机；蓝牙模块负责和上位机进行通信以实时采集飞行数据便于分析测试。整个软硬件系统均基于模块化设计的思想。各传感器采集飞行器的传感器数据都使用通用数字接口和MCU进行数据交换和通信。软件上，编写飞行姿态控制软件，在stm32单片机上实现了四元数法和卡尔曼滤波算法，解算出飞行器正确的姿态角，并使用PID控制进行姿态角的闭环控制，稳定飞行姿态。实验结果表明，本课题设计的四轴飞行器能够较好的自主达到稳定飞行状态，抗扰动能力强。飞行姿态控制算法完全实现了使四旋翼飞行器能在室内平稳飞行的控制要求。
上传时间： 2022-07-17
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车辆姿态是车辆控制所需的重要参数，其测量方法、测量精度与测量系统的性能和成本密切相关。随着微处理器技术与新型传感器技术的发展，利用加速度计、磁阻传感器和ARM微处理器构成基于地球磁场和重力场的捷联式姿态测量系统，已成为许多载体姿态测量的首选。同时姿态测量系统住地理勘探、石油甲台钻井和机器人控制方血也有着广泛的应用。 本文研究设计了一款基于ARM处理器的姿态测量系统，在保证体积、成本和实时性的前提下，完成载体姿态角的准确测量。采用Honeywell公刊的3轴磁阻传感器HMC1021/1022和ADI公司的2轴加速度计ADXL202以及S3C44BOX ARM7微处理器构建捷联式姿态测量系统。磁阻传感器和加速度计分别感应地球磁场和重力场信号，微处理器对检测到的信号进行处理和误差补偿后，解算出的姿念角，最后由LCD显示或者通过串行通讯接口输出到上位机，实现姿态角的实时准确测量。 本文详细介绍了基于地球磁场和重力场信号进行姿态测量的原理，推导了方向角、俯仰角和横滚角求解的数学模型。完成了姿态测量系统硬件电路的设计与调试，实现了包括：uC/OS-Ⅱ操作系统的移植、加速度数据采集、地球磁场数据采集和姿态角解算等系统软件的设计，最后对系统测量结果给出了误差分析，添加了数字滤波、椭圆效应校正等算法来补偿误差，从而有效提高了系统测量精度。
上传时间： 2013-07-20
上传用户：jkhjkh1982
两种互补滤波算法解算载体姿态，其中一种为梯度下降算法，对陀螺仪和加速度计数据进行融合。
上传时间： 2016-08-24
上传用户：yyxy
本文针对应用于军用直升机上的Doppler/SINS组合导航系统对导航计算机高精度、高性能的要求，设计出一种基于DSP(TMS320C6713)和FPGA(Spartan-3E XC3S500E) 协同合作的机载导航计算机系统。在分析Doppler/SINS组合导航系统模型的特点和系统对导航计算机的需求后，提出了基于DSP和FPGA的机载导航计算机整体设计方案，该方案采用DSP负责导航解算，利用FPGA强大的内部资源扩展系统的通信接口，完成外围通信模块控制信号的整合。在导航计算机整体设计方案，包括硬件设计方案和软件设计方案确立的基础上，首先对 DSP和FPGA芯片进行选型，其次对实现各个功能模块的关键技术进行研究和开发，包括基于FPGA的数据通信模块、基于DSP的处理器模块以及数据存储模块，开发过程中做了大量的仿真和验证，最后对系统进行综合测试和联调，并进行了地面跑车实验。实验结果证明：系统能够实时采集IMU角速率和加速度、Doppler雷达的速度等信息，能够对IMU、Doppler、GPS、航姿系统、高度表等信息进行导航解算，生成当前位置、姿态等导航数据，并能够完成与机载电子设备间的数据通信与控制。多次的联调和跑车实验结果证明，机载导航计算机达到了预期设计的目的，可以有效提高导航系统的运算精度，实现了高性能、小体积、低成本的要求，系统具有较高的应用价值。关键词：Doppler/SINS组合导航，导航计算机，DSP,FPGA
上传时间： 2013-07-25
上传用户：cc1915
惯性测量组件Mti进行数据采集，利用陀螺和加速度计数据进行捷联姿态角解算，采用四元数更新算法，解算周期可调。
上传时间： 2016-08-27
上传用户：love1314
高度数据的准确获取是飞控系统研制过程中极其重要的一环，是保证无人飞行器按照一定高程工作、平稳着陆的先决条件。但对于低成本惯性导航解算，位置漂移严重[]，虽可通过加速度计姿态校正来抑制部分漂移，但解算出的速度与位置仍然不准确。因此需利用除惯导外的其它传感器测量值作为位置观测量参与滤波，在抑制位置漂移的情况下，修正速度与加速度，提高高程数据的精度。目前文献中大多是将惯性导航作为一个整体，对惯导的三维位置及速度进行滤波。如SINS/GPS组合导航，通过组合导航对SINS速度及位置漂移进行抑制[2][3]。但是当只需要高度方向上的数据时，此种做法往往计算量大，步骤繁琐，且整体滤波兼顾经度、纬度、高程等多个因素，反而影响了高度方向的滤波效果，且当SINS/GPS组合导航中的GPS信号较差时，得到的高度观测量误差也大。可见，当单一的高度传感器观测数据出现异常时，滤波后的高度也会出现异常。针对单传感器无法适应复杂工作环境的缺点，本文结合GPS、气压计及惯导系统的优点，来抑制惯导高度方向上的发散。通过构建GPS与气压计数据的权重模型获得高度方向观测量，使用互补滤波算法融合惯导数据与求得的观测量得到更为精确的高度观测值。算法简易，鲁棒性好，可在嵌入式飞控板中实时运行。
上传时间： 2022-07-16
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四轴制作 四轴从入门到稳飞全教程 狼族四轴AVR 蜂鸟 新版四轴资料.rar 四旋翼飞行器结构和原理.rar 匿名四轴飞行器资料.rar 烈火微型四轴V5.0.pdf 飞行器.rar KK四轴资料.zip crazyflie国外开源微型四轴所有资料.rar 四轴飞行器.zip 四元数与欧拉角之间的转换.pdf 四旋翼资料.zip 全角度姿态角解算方法研究与仿真.pdf 匿名小四轴代码.zip 匿名四轴飞行器资料.rar 领航者资料包-20170730.rar 卡尔曼滤波器介绍.pdf 基于STM32F4的四轴飞行器控制系统_论文.doc ………………
上传时间： 2013-07-24
上传用户：eeworm
在伺服系统中，为了实现高精度的控制，往往需要实时地检测出电动机转子的位置。用来检测电动机转子位置的角度传感器主要有光电编码器和旋转变压器。光电编码器虽然能够达到很高的精度，但是它的抗干扰性差，不宜应用在条件恶劣的场合中；相比较而言，旋转变压器（简称旋变）由于结构简单，坚固耐用，抗干扰性强，能够应用在各种条件恶劣的场合中，所以获得了越来越广泛的应用。 本文采用的旋变样机是一种新型的磁阻式旋转变压器。分析了它的定转子结构、定子绕组的连接方式以及转子形状的优化；并在此基础上，推导出了它的正余弦输出反电势的表达式；最后在电磁场分析软件Ansoft中，以样机为原型建立了仿真模型，分析了它内部的电磁场分布以及正余弦输出反电势的波形。 其次，本文设计了一种以DSP为核心的R2D电路系统。它以振荡电路产生的正弦波电压信号作为旋变的激励信号，加上相关的外围电路，构成了旋转变压器一数字转换器，解算出了旋变的轴角θ；并在此基础上，分析了产生角度解算误差的各种因素，同时计算出了旋变的转速n。 最后，在上述解算方案的基础上，本文又给出了第二种解算方案，即：DSP产生的方波经过滤波之后作为旋变的激励信号，解算出了旋变的轴角θ；然后比较了这两种解算方案的优缺点，重点分析了激励信号中的谐波分量对正余弦输出反电势以及角度解算的影响。
上传时间： 2013-04-24
上传用户：pioneer_lvbo
