无人机航向角初值选取方法及无人机技术

本发明专利技术实施例涉及一种无人机航向角初始值选取方法及无人机。所述方法包括：实时检测所述无人机在起飞过程中的飞行高度与所述无人机飞行环境下的磁场参数，然后根据所述飞行高度与所述磁场参数，确定航向角初值；进一步地获取所述无人机在水平飞行过程中由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量；进而可根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值，为无人机进行数据融合提供了准确的航向角初值，实现了无人机在具有磁干扰的地面环境中起飞，航向角仍具有一定的准确程度，减少了无人机在具有磁干扰地面环境中起飞的炸机概率，提高了飞行安全性。

【技术实现步骤摘要】
无人机航向角初值选取方法及无人机
本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种无人机航向角初值选取方法及无人机。
技术介绍
多旋翼无人机航向控制，直接关系到无人机的飞行稳定性和飞行安全性。无人机滚转、俯仰、偏航三个通道姿态中，偏航角度，即航向角，由磁力计给出初值，其他传感器对其进行后期修正最终得到融合后的航向角。磁力计测量地磁场数据，其给出的三轴磁读数极易受环境影响，所以其给定的初值往往会偏离真正的航向。随着无人机飞行，其他传感器参与航向角融合过程，准确的航向角信息会被获得，当该航向角与磁力计给定的初始航向角具有较大偏差时，飞机会对航向进行大幅度修正，体现在飞行过程中，就是航向角会出现较大的变化，轻则飞斜线，重则出现诸如航向角大幅修正导致的失控炸机。航向角初始值的准确程度直接影响了多旋翼无人机从起飞到获得多传感器融合航向角这一过程中的飞行安全和飞行品质，因此，如何给定航向角初值，尽量减小和避免初值误差，成为一项重要工作。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种提高无人机的航向角初始值精确度的无人机航向角初值选取方法及无人机。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：一种无人机航向角初值选取方法，应用于无人机，所述无人机航向角初值选取方法包括：实时检测所述无人机在起飞过程中的飞行高度与所述无人机飞行环境下的磁场参数；根据所述飞行高度与所述磁场参数，确定航向角初值；获取所述无人机在水平飞行过程中由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量；根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值。可选地，所述根据由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值，包括：获取所述无人机中GPS传感器的当前速度精度；在检测到所述当前速度精度达到预设精度时，根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值。可选地，所述根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值，包括：计算所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量之间的夹角；根据所述夹角，更新所述航向角初值。可选地，所述实时检测所述无人机在起飞过程中的飞行高度和所述无人机飞行环境中的磁场参数，包括：实时检测所述无人机的飞行高度是否小于预设的飞行高度阈值；当所述无人机的飞行高度小于所述飞行高度阈值时，每隔预设时间检测一次所述无人机飞行中的磁场参数。可选地，所述根据所述飞行高度和所述磁场参数，确定所述航向角初值，包括：计算每次检测的所述磁场参数的误差；获取检测到的所述磁场参数的误差最小时所述无人机的航向角，并将所述航向角作为航向角初值。可选地，所述计算每次检测的所述磁场参数的误差，包括：获取所述无人机所在位置的经纬度；根据所述无人机所在位置的经纬度，得到基准磁场参数；对比所述磁场参数与所述基准磁场参数，以计算所述磁场参数的误差。可选地，所述磁场参数包括磁场强度和磁场倾角。可选地，所述飞行高度阈值为1.5-2m。可选地，所述预设时间为10-30ms。可选地，所述方法还包括：将传感器采集的数据与更新后的航向角初值进行数据融合，得到修正后的航向角；根据所述修正后的航向角，确定所述无人机的航向。可选地，所述根据所述修正后的航向角，确定所述无人机的航向，包括：根据当前无人机的姿态和所述修正后的航向角，更新所述无人机的姿态；根据更新后的所述无人机的姿态，确定所述无人机的航向。可选地，所述根据当前所述无人机的姿态和所述航向角初值，更新所述无人机的姿态，包括：获取当前所述无人机的姿态的四元数；根据所述航向角初值和所述修正后的航向角，得到航向偏角；根据所述航向偏角，得到以无人机Z轴为转轴的四元数：通过如下算式，确定更新后的所述无人机的姿态的四元数：q＝r*q0其中，r为以所述无人机Z轴为转轴的四元数，q0为当前所述无人机的姿态的四元数，q为更新后的所述无人机的姿态的四元数。可选地，通过如下算式，计算得到以所述无人机Z轴为转轴的四元数其中，ψ0为所述航向偏角，r为以所述无人机Z轴为转轴的四元数。可选地，所述实时检测所述无人机的飞行高度和所述无人机飞行中的磁场参数之前，还包括：所述无人机开机后，初始化所述航向角初值。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供以下技术方案：一种无人机。所述无人机包括：机身；机臂，与所述机身相连；动力装置，设于所述机臂，用于给所述无人机提供飞行的动力；以及飞行控制器，设于所述机身；其中，所述飞行控制器包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行如上所述的无人机飞行控制方法。与现有技术相比较，本专利技术实施例的提供无人机航向角初始值选取方法可以通过实时检测所述无人机在起飞过程中的飞行高度与所述无人机飞行环境下的磁场参数，然后根据所述飞行高度与所述磁场参数，确定航向角初值；进一步地获取所述无人机在水平飞行过程中由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量；进而根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值，为无人机进行数据融合提供了准确的航向角初值，实现了无人机在具有磁干扰的地面环境中起飞，航向角仍具有一定的准确程度，减少了无人机在具有磁干扰地面环境中起飞的炸机概率，提高了飞行安全性。【附图说明】一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1为本专利技术实施例的应用环境示意图；图2为本专利技术实施例提供的无人机航向角初值选取方法的流程示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的无人机航向角初值选取方法的流程示意图；图4是图2中S21的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的无人机飞行高度-飞行时间的曲线图；图6为本专利技术实施例提供的无人机的磁力计三轴读数-飞行时间的曲线图；图7是图2中S22的流程示意图；图8是图7中S221的流程示意图；图9是图2中S23的流程示意图；图10是图9中S232的流程示意图；图11是图3中S26的流程示意图；图12是图11中S261的流程示意图；图13为本专利技术实施例提供的无人机航向角初值选取装置的结构框图；图14为本专利技术实施例提供的无人机的结构框图。【具体实施方式】为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机航向角初值选取方法，应用于无人机，其特征在于，包括：实时检测所述无人机在起飞过程中的飞行高度与所述无人机飞行环境下的磁场参数；根据所述飞行高度与所述磁场参数，确定航向角初值；获取所述无人机在水平飞行过程中由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量；根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值。

【技术特征摘要】
1.一种无人机航向角初值选取方法，应用于无人机，其特征在于，包括：实时检测所述无人机在起飞过程中的飞行高度与所述无人机飞行环境下的磁场参数；根据所述飞行高度与所述磁场参数，确定航向角初值；获取所述无人机在水平飞行过程中由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量；根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值，包括：获取所述无人机中GPS传感器的当前速度精度；在检测到所述当前速度精度达到预设精度时，根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量，更新所述航向角初值，包括：计算所述由加速度计获取的加速度水平分量和由GPS获取的加速度水平分量之间的夹角；根据所述夹角，更新所述航向角初值。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述实时检测所述无人机在起飞过程中的飞行高度和所述无人机飞行环境中的磁场参数，包括：实时检测所述无人机的飞行高度是否小于预设的飞行高度阈值；当所述无人机的飞行高度小于所述飞行高度阈值时，每隔预设时间检测一次所述无人机飞行中的磁场参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述飞行高度和所述磁场参数，确定所述航向角初值，包括：计算每次检测的所述磁场参数的误差；获取检测到的所述磁场参数的误差最小时所述无人机的航向角，并将所述航向角作为航向角初值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算每次检测的所述磁场参数的误差，包括：获取所述无人机所在位置的经纬度；根据所述无人机所在位置的经纬度，得到基准磁场参数；对比所述磁场参数与所述基准磁场参数，以计算所述磁场参数的误差。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述磁场参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖杰，张添保，陈刚，
申请(专利权)人：深圳市道通智能航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44