一种三轴姿态校正方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种三轴姿态校正方法，用于无人机姿态数据处理，适于在计算设备中执行，包括下列步骤：获取描述无人机飞行姿态的传感器数据；将所述传感器数据采用滤波算法进行降噪处理，得到校准姿态数据；将所述校准姿态数据传输到所述无人机并据以执行。本发明专利技术提供的三轴姿态校正方法及设备通过对采集自传感器的实时姿态数据进行数据降噪和处理，得出校准后的姿态数据，有利于精确控制无人机的飞行。

【技术实现步骤摘要】
一种三轴姿态校正方法及设备
本专利技术涉及远程或自主交通工具领域，特别是涉及一种三轴姿态校正方法及设备。
技术介绍
无人机的发展离不开无人机控制算法的发展，飞控算法的调试需要掌握无人机的姿态信息，因而必须获得必要的导航要素如高度、速度、飞行姿态以及航向等，并且需要配合其它系统完成各种任务。在无人机研发的初始阶段，往往是将无人机放置在地面上的专用测试平台上获取某些飞行姿态信息，并进行相应控制和调整，以提高无人机飞行姿态测试和调整效率，节省研发成本。另外，姿态信息就是指飞行器的俯仰或横滚或航向等情况的数据，在地球上，就是指飞行器在地球坐标系中的俯仰或横滚或航向数据。飞行器只有实时知道自己当前的姿态信息，才能够根据需要操控其接下来的动作，例如保持平稳或者实现翻滚等动作。为对无人机进行测试，在测试平台上必须掌握无人机的姿态信息并加以处理，才能够对无人机进行更精准的控制，达到通过平台校正无人机参数设计的目的。在现有技术中，有的是通过双轴陀螺测试转台对目标被控件的姿态进行控制调整，但是这种传统方式中的双轴陀螺测试转台只有2个自由度，对目标被控件的控制具有局限性。有的方案是将姿态测量装置直接装载到无人机上，通过惯性测量单元检测无人机的姿态信息，然而由于无人机起飞前需要对内部的传感器进行校正，然而在平地上手动校正不仅不方便而且校正效果也无法保证，这是由于无人机在手动校正过程中容易发生移动，无人机上的姿态测量装置测出来的数据不能准确反映无人机的飞行姿态，存在较大的数据偏差，这样的数据无法准确指导无人机的飞行。并且手动校正无法实现对三轴姿态中的三个变量分别独立的校准，即无法实现试验过程中的单一变量测试。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种三轴姿态校正方法，并相应提供一种三轴姿态校正设备。一种三轴姿态校正方法，用于无人机姿态数据处理，适于在计算设备中执行，包括下列步骤：获取描述无人机飞行姿态的传感器数据；将所述传感器数据采用滤波算法进行降噪处理，得到校准姿态数据；将所述校准姿态数据传输到所述无人机。一种终端三轴姿态校正方法，适于在计算设备中执行，该方法包括：采集获取自至少一个传感器的传感器数据；将所述传感器数据通过第一传输协议传输到处理终端；通过第二传输协议接收由所述处理终端经过如前述的三轴姿态校正方法处理得到的校准姿态数据，并据以控制姿态调整模块执行。一种存储设备，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：获取描述无人机飞行姿态的传感器数据；将所述传感器数据采用滤波算法进行降噪处理，得到校准姿态数据；将所述校准姿态数据传输到所述无人机。一种终端存储设备，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：采集获取自至少一个传感器的传感器数据；将所述传感器数据通过第一传输协议传输到处理终端；通过第二传输协议接收由所述处理终端经过如前述三轴姿态校正方法处理得到的校准姿态数据，并据以控制姿态调整模块执行。一种三轴姿态校正移动终端，包括处理器，适于实现各指令；以及存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：获取描述无人机飞行姿态的传感器数据；将所述传感器数据采用滤波算法进行降噪处理，得到校准姿态数据；将所述校准姿态数据传输到所述无人机。一种三轴姿态应用终端，包括处理器，适于实现各指令；以及存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：采集获取自至少一个传感器的传感器数据；将所述传感器数据通过第一传输协议传输到处理终端；通过第二传输协议接收由所述处理终端经过如前述三轴姿态校正方法处理得到的校准姿态数据，并据以控制姿态调整模块执行。本专利技术提供的三轴姿态校正方法及设备通过对采集自传感器的实时姿态数据进行数据降噪和处理，得出校准后的姿态数据，有利于精确控制无人机的飞行。附图说明图1为本专利技术一实施例中三轴姿态校正方法的流程图；图2为本专利技术一实施例中卡尔曼滤波算法原理流程图；图3为本专利技术一实施例中互补滤波算法原理流程图；图4为本专利技术一实施例中滤波算法原理流程图；图5为本专利技术一实施例中另一三轴姿态校正方法的流程图；图6为本专利技术一实施例中姿态换算示意图；图7为本专利技术一实施例中一种终端三轴姿态校正方法的流程图；图8为本专利技术一实施例中的三轴姿态校正移动终端结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本
技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备，例如可以是PDA、MID(MobileInternetDevice，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。本专利技术所称的“应用”、“应用程序”、“应用软件”以及类似表述的概念，是业内技术人员所公知的相同概念，是指由一系列计算机指令及相关数据资源有机构造的适于电子运行的计算机软件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术一实施例中提供了一种三轴姿态校正方法，如图1所示，其适合于在计算设备中执行，用于无人机姿态数据处理，该方法包括下列步骤：步骤S100：获取描述无人机飞行姿态的传感器数据。本领域技术人员能够知道，无人机飞行姿态指无人机的三轴在空中相对于某条参考线或某个参考平面，或某固定的坐标系统间的状态。传感器数据通常可以由在无人机本身上安装的传感器收集，也可以由装载有无人机的测试平台收集，如果是测试平台，优选在测试平台上设置用于收集无人机飞行姿态信息的传感器，并且该测试平台具备三轴姿态校正的动作执行能力，其用于控制和测试无人机的飞行姿态参数，测试其空间直角坐标系情况下的姿态参数，也即测试以无人机为原点，X轴、Y轴及Z轴方向的姿态参数。其中，传感器数据可以包含多种，例如无人机所处的温湿度、气压及风力状况、加速度传感器数据、陀螺仪数据或者磁场传感器数据等等，当获取的传感器数据越多，就更能够准确掌握无人机测试时的真实环境参数。步骤S200：将传感器数据采用滤波算法进行降噪处理，得到校准姿态数据。进行降噪处理是对无人机姿态数据处理的关键步骤，数据噪声是数据集中的干扰数据，即对场景描述不准确的数据，传感器收集到的传感器数据中的数据噪声主要是传感器位置与无人机位置不重合而产生的数据偏差，或者无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轴姿态校正方法，用于无人机姿态数据处理，适于在计算设备中执行，其特征在于，包括下列步骤：获取描述无人机飞行姿态的传感器数据；将所述传感器数据采用滤波算法进行降噪处理，得到校准姿态数据；将所述校准姿态数据传输到所述无人机。

【技术特征摘要】
1.一种三轴姿态校正方法，用于无人机姿态数据处理，适于在计算设备中执行，其特征在于，包括下列步骤：获取描述无人机飞行姿态的传感器数据；将所述传感器数据采用滤波算法进行降噪处理，得到校准姿态数据；将所述校准姿态数据传输到所述无人机。2.根据权利要求1所述的三轴姿态校正方法，其特征在于，所述传感器数据包括温度数据、气压数据、加速度传感器数据、陀螺仪数据或磁场传感器数据中的至少一种。3.根据权利要求1所述的三轴姿态校正方法，其特征在于，所述滤波算法包括卡尔曼滤波算法和互补滤波算法。4.根据权利要求1所述的三轴姿态校正方法，其特征在于，所述得到校准姿态数据的步骤具体包括：将所述传感器数据采用滤波算法进行降噪处理，得到降噪数据；对所述降噪数据采用欧拉姿态解算算法处理，得到所述校准姿态数据。5.根据权利要求1所述的三轴姿态校正方法，其特征在于，所述将所述校准姿态数据传输到所述无人机并据以执行的步骤中，所述传输采用Zigbee协议进行传输。6.一种终端三轴姿态校正方法，其特征在于，适于在计算设备中执行，该方法包括：采集获取自至少一个传感器的传感器数据；将所述传感器数据通过第一传输协议传输到处理终端；通过第二传输协议接收由所述处理终端经过如权利要求1～5任一三轴姿态校正方法处理得到的校准姿态数据，并据以控制姿态调整模块执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振平，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42