AHRS也被称为航姿参考系统。航姿参考系统起源于飞行器方面的技术,随着近几年器件成本的降低 被广泛的应用于无人机,其中包括工业设备,摄影,地面与水下设备,虚拟现实技术,生命科学分析,游戏界面设计,室内定位等需要三维姿态测量的产品中,而现在非常热门的无人驾驶汽车的由于执行任务时需要非常精确的导向,其中也需要航姿参考系统。

航姿参考系统的定义

航姿参考系统包括基于微机电技术的三轴陀螺仪,加速度计和磁强计。航姿参考系统与惯性测量单元的区别在于,航姿参考系统包括了嵌入式的姿态数据计算单元与航向信的息,其中惯性测量单元仅仅是提供了传感器数据,并不具有提供准确的可靠的姿态数据的功能。目前常用的航姿参考系统内部多采用的是多传感器数据融合进行的航姿解算单元为卡尔曼滤波器。

航姿参考系统的特点

航姿参考系统具有以下两个特点:

1.精度高的360 度全方位姿态输出,采用欧拉角技术的具有锁,不能全方向转动。

2.高效率的快速动态响应与长时间稳定性相结合。

飞机姿态控制的算法基础

飞机姿态控制的过程中,是将陀螺仪和加速度及的测量值减常值误差,得到角速度和加速度,并对角速度进行积分,然后对陀螺仪积分和加速度计的数值进行融合。融合分为两部分,实时融合和长期融合,实时融合每一次算法周期都要执行。

飞机姿态控制的重要的滤波算法是卡尔曼滤波,它是一种线性系统的最优估计滤波方法。对于飞机姿态控制而言,使用卡尔曼滤波的作用是通过对系统状态量的估计,和通过加速度计测量值对系统状态进行验证,从而得到该系统的最优状态量,并实时更新系统的各参数(矩阵),而最重要的一点,改滤波器能够对陀螺仪的常值漂移进行估计,从而保证速率环的正常运行,并在加速度计敏感到各种有害加速度的时候,使姿态检测更加准确。

对于飞行器的姿态方位定位与检测有着无可替代的作用,应用于飞行姿态控制。为了使飞行运动简单化,总是将一飞行器的空间运动分解为铅锤平面的纵向运动和水平面内的侧向运动,将飞行器在空间的角运动分解成俯仰、偏航和滚动三个角运动。由于角运动使飞行器的姿态发生变化,所以对角运动的控制就是飞机姿态控制


26.1万吨环保矿砂船建成 内部采用无人机舱
倾角开关,引领角度控制领域

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现代飞行参考系统的特性和应用

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2017/12/27 14:27:00

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