The invention provides a method, attitude tracking receiver based on multi GPS first identified in the ENU coordinates of the initial position of each GPS receiver; when the UAV attitude changes during the flight, using the method of RTK positioning, real-time calculation of the various GPS coordinates receiver in ECEF coordinates then, the GPS; the receiver in the ECEF coordinates of the location position information into ENU coordinate system; finally, the obtained position information and initialization comparison and calculation, the GPS receiver in ENU coordinates around each axial rotation angle. The invention also presents an unmanned aerial vehicle attitude tracking system. By comparing the current position and attitude and initial position and attitude, the invention can get the change of angle directly, and the calculation result is more accurate, so that the UAV posture can be accurately tracked.
【技术实现步骤摘要】
一种基于多GPS接收机的无人机姿态追踪方法及系统
本专利技术涉及一种无人机姿态追踪方法及系统,属于无人机技术研究领域。
技术介绍
随着科技的进步,近几年无人机技术得到了飞速的发展,而惯性测量单元IMU是无人机技术当中重要的一环,它能够测量出无人机三轴姿态角以及加速度的装置。陀螺仪是IMU的主要元件之一,其精度直接影响到惯性系统的精度。为何陀螺仪会成为无人机姿态导航的首选传感器呢?陀螺仪是利用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一轴或多轴的角运动检测装置。它可感测一轴或多轴的旋转角度,可精准感测自由空间中的复杂移动动作,因此,陀螺仪成为追踪物体移动方位与旋转动作的必要运动传感器,如手机、可穿戴设备、潜艇、飞机、导弹和航天器的惯性导航设备等。然而,像潜艇、飞机、导弹和航天器等工业级别的设备上,大多采用工业级别的、精度更高的陀螺仪,比如说光纤陀螺仪、环形激光陀螺仪、工业级MEMS陀螺仪,而面对消费级无人机,大多采用普通的陀螺仪。在无人机实际的飞行过程中,普通的陀螺仪容易受各种不可避免的因素干扰,比如外界温度、瞬间大电流、电机电磁干扰等,而导致陀螺仪产生误差,从初始对准开始,其导航误差就随时间而增长,会导致IMU中陀螺仪的精度下降甚至失效,这是惯导系统的主要缺点。尤其是姿态位置误差对无人机来说往往都是致命的,会直接导致无人机炸机。针对以上的问题,最好的解决办法是利用外部信息进行辅助,实现组合导航,使其有效地减小误差。目前各大无人机厂商大多采用冗余设计来解决,即在飞控上搭载多组IMU。欧洲的3DRobotics公司的pixhawk飞控上搭载了两组I ...
【技术保护点】
一种基于多GPS接收机的无人机姿态追踪方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、在无人机的机臂上,以每个机臂为单位分别安装GPS接收机,并以其中一个GPS接收机为原点,建立ENU坐标系;S2、将无人机水平放置,确定各个GPS接收机在ENU坐标系下的初始化位置;S3、当无人机在飞行过程中姿态发生变化时,实时计算出各个GPS接收机在ECEF坐标系下的坐标位置;S4、将步骤S3中得到的各个GPS接收机在ECEF坐标系下的坐标位置,转化为各个GPS接收机在ENU坐标系下的位置信息;S5、通过比较步骤S4和步骤S2中各个GPS接收机的位置变化,计算出无人机各个轴向的旋转角度。
【技术特征摘要】
1.一种基于多GPS接收机的无人机姿态追踪方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、在无人机的机臂上,以每个机臂为单位分别安装GPS接收机,并以其中一个GPS接收机为原点,建立ENU坐标系;S2、将无人机水平放置,确定各个GPS接收机在ENU坐标系下的初始化位置;S3、当无人机在飞行过程中姿态发生变化时,实时计算出各个GPS接收机在ECEF坐标系下的坐标位置;S4、将步骤S3中得到的各个GPS接收机在ECEF坐标系下的坐标位置,转化为各个GPS接收机在ENU坐标系下的位置信息;S5、通过比较步骤S4和步骤S2中各个GPS接收机的位置变化,计算出无人机各个轴向的旋转角度。2.根据权利要求1所述的无人机姿态追踪方法,其特征在于,在步骤S2中,将作为原点的GPS接收机的坐标位置设为(0,0,0),将各个GPS接收机在ENU坐标系下相对于原点GPS接收机的坐标位置,作为各个GPS接收机在ENU坐标系下的初始化的位置。3.根据权利要求1所述的无人机姿态追踪方法,其特征在于,步骤S3是采用RTK定位算法实时计算出各个GPS接收机在ECEF坐标系下的坐标位置。4.根据权利要求1所述的无人机姿态追踪方法,其特征在于,在步骤S4中是应用三维坐标系旋转、空间向量运算的理论,将各个GPS接收机在ECEF坐标系下的坐标位置转化为在ENU坐标系下的位置信息,具体是:首...
【专利技术属性】
技术研发人员:倪晓军,葛昌利,汤振,
申请(专利权)人:南京邮电大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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