一种支持ROS的无人机手机APP控制方法技术

本发明专利技术提供了一种支持ROS的无人机手机APP控制方法，包括以下步骤：S1、传感器校准；S2、姿态估计；S3、无线数据传输；S4、飞行器控制。本发明专利技术的有益效果是:能够控制所有支持ROS的无人机，操作简单、移植性强、成本低、通用性高；能够准确估计智能手机姿态，实现稳定的体感控制无人机。

A APP control method for unmanned aerial vehicle (UAV) mobile phone with ROS

The invention provides a APP control method for UAV mobile phone supporting ROS, including the following steps: S1, sensor calibration, S2, attitude estimation, S3, wireless data transmission, S4 and aircraft control. The beneficial effect of the invention is that it can control all UAVs supporting ROS, and has simple operation, strong portability, low cost and high versatility. It can accurately estimate the posture of smart phone and achieve stable somatosensory control UAV.

【技术实现步骤摘要】
一种支持ROS的无人机手机APP控制方法
本专利技术涉及无人机，尤其涉及一种支持ROS的无人机手机APP控制方法。
技术介绍
无人机广泛应用于航拍、军事、农业等领域，现在逐渐向个人消费领域扩展。例如无人机领军企业大疆创新于2017年6月发布的Spark无人机，其体积小、重量轻，主要满足普通群众的自拍需求。面对个人消费领域的小型无人机，其控制模式主要包括遥控器控制以及手机APP控制。大疆创新公司的Spark无人机支持遥控器控制及手机APP控制两种方式，既能满足近距离自拍需求，也能实现中距离航拍的需要。零度智控的DOBBY口袋无人机则只支持手机APP控制，包括体感控制、虚拟摇杆控制、语音控制等方式。手机APP控制利用智能手机与无人机的WIFI连接实现无人机的操控，具有操作简便、易于上手的特点。操作方式包括一键起飞降落、悬停高度控制、体感控制姿态等。其中，体感控制是指将姿态估计得到的手机姿态传输至无人机，实现远程操控。手机APP控制需要利用智能手机中的低成本的微机电传感器，测量误差较大，会造成较大的姿态估计误差，导致体感控制时无人机飞行的不稳定性增加；同时，现今商业化的手机APP控制方案均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持ROS的无人机手机APP控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、传感器校准；S2、姿态估计；S3、无线数据传输；S4、飞行器控制。

【技术特征摘要】
1.一种支持ROS的无人机手机APP控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、传感器校准；S2、姿态估计；S3、无线数据传输；S4、飞行器控制。2.根据权利要求1所述的支持ROS的无人机手机APP控制方法，其特征在于，在步骤S1中，按顺序依次进行以下校准：通过智能手机的磁力计进行磁力校准，通过智能手机的加速度计进行加速度校准，通过智能手机的陀螺仪进行陀螺仪校准。3.根据权利要求1所述的支持ROS的无人机手机APP控制方法，其特征在于，步骤S1包括以下子步骤：首先，确定统一的传感器误差模型，如式(1)所示：sb＝E-1(sm-b)＝M(sm-b)(1)其中：sb表示在手机坐标系下的传感器测量值；sm表示在传感器测量坐标系下的传感器测量值；E表示一个3×3的矩阵包括非正交性误差和比例误差；b表示一个3×1的向量为常值偏移；为了得到一个在手机坐标系下的准确传感器测量值sb，必须辨识出M和b，传感器校准的目的就是来获取M和b；第二步，确定各个传感器的校准算法；将磁力计的干扰误差全部等效到式(1)中的M矩阵或b矩阵中，并将其化成齐次形式，如式(2)所示：(hm,k-bh)TNh(hm,k-bh)-h02＝Hkθh＝0(2)其中hm,k表示磁力计第k组测量值；bh表示磁力计常值偏移；Nh＝MhTMh为一个3×3对称矩阵；其中h0表示地磁场的模值，在一定区域内是一个定值；对于N组测量值，可以得到式(3)：Hθh＝0(3)其中对于式(3)，可以利用最小二乘法估计出θh，并求出Mh和bh；将加速度计的误差同样全部等效到式(1)中的M矩阵或b矩阵中，然后根据在“静止或匀速运动状态下，加速度计的测量量的模值等于重力加速度g”这一事实，写出残差表达式：其中θa＝[ma11ma12ma13ma21ma22ma23ma31ma32ma33ba1ba2ba3]T；ma11ma21等为M矩阵各个分量；am1am2等为ab加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓蕊，张腾，殷振国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44