【技术实现步骤摘要】
无人机多传感器三余度飞行控制系统、方法及存储介质
本专利技术属于无人机控制
，尤其涉及一种无人机多传感器三余度飞行控制系统、方法及存储介质。
技术介绍
目前，无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，其中飞行控制系统是无人机中最核心的部分。无人机飞行控制系统通过收集各个传感器的信息来对飞机的位置、速度和姿态等运动状态信息进行滤波和估计，同时利用这些信息对无人机进行控制，从而实现飞机的手动和自动飞行，完成预设的各项任务。其中，惯性测量单元(InertialMeasurementUnit，IMU)和磁力计是无人机飞行控制系统中非常重要的传感器设备。IMU中包含一个三轴的加速度计和一个三轴的陀螺仪，加速度计用于检测无人机在载体坐标系中的三轴的加速度，陀螺仪用于检测无人机相对于导航坐标系的角速度信息。磁力计用于检测飞机附近的地磁场方向，从而获得飞机的航向信息。通过对IMU和磁力计信息的融合和处理，无人机飞控可以解算出飞机的姿态信息，对于飞机进行飞行控制至关重要。一旦其中某个传感器出现故障，...
【技术保护点】
1.一种无人机多传感器三余度飞行控制方法，其特征在于，所述无人机多传感器三余度飞行控制方法包括：/n利用三组冗余传感器采集数据；通过互补滤波法对采集的所述数据进行预处理；/n通过冗余管理算法对所述预处理的结果进行监控，并基于监控后的预处理结果进行传感器组调整；/n根据冗余管理算法选择最优传感器原始数据，作为飞控系统中卡尔曼滤波器的输入信息对无人机运动状态进行估计；/n判断所述卡尔曼滤波器的估计结果的可用性，并监测无人机的估计状态。/n
【技术特征摘要】
1.一种无人机多传感器三余度飞行控制方法，其特征在于，所述无人机多传感器三余度飞行控制方法包括：
利用三组冗余传感器采集数据；通过互补滤波法对采集的所述数据进行预处理；
通过冗余管理算法对所述预处理的结果进行监控，并基于监控后的预处理结果进行传感器组调整；
根据冗余管理算法选择最优传感器原始数据，作为飞控系统中卡尔曼滤波器的输入信息对无人机运动状态进行估计；
判断所述卡尔曼滤波器的估计结果的可用性，并监测无人机的估计状态。
2.如权利要求1所述无人机多传感器三余度飞行控制方法，其特征在于，所述通过互补滤波法对三组传感器采集的数据进行预处理包括：
获取三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计采集的数据，采用互补滤波器对采集到数据进行融合，计算无人机俯仰、横滚和偏航角，得到准确的三轴姿态信息。
3.如权利要求1所述无人机多传感器三余度飞行控制方法，其特征在于，
所述冗余管理算法采用Madgwick法，利用三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计的数据，解算出无人机俯仰、横滚和偏航角；所述Madgwick算法包括：加权整合t时刻的陀螺仪算出的姿态和加速度计磁场计共同算出的姿态得到最终的姿态加权公式如下。
α1+α2＝10≤α1≤1,0≤α2≤1
其中，α1和α2是加权系数，是由各自的误差占总体误差的比重决定，误差所占的比重越小则加权系数越大；设采样时间间隔为Δt；陀螺仪的单位时间的误差β通过查陀螺仪的手册得到，陀螺仪的误差为βΔt；加速度计磁场计共同算出的姿态的误差由计算方法决定，计算方法包括梯度下降法、高斯牛顿迭代法、牛顿法、共轭梯度法；
所述基于监控的预处理结果进行传感器组调整包括：
当主传感器组的数据连续N个检测时刻未输出三轴姿态信息，或连续M个检测时刻输出相同的姿态数据，则将主卡尔曼滤波器使用的传感器原始数据设置为优先级第二的传感器组；若优先级第二的传感器组的数据连续N个检测时刻未输出三轴姿态信息，或连续M个检测时刻输出相同的姿态数据，则将主卡尔曼滤波器使用的传感器原始数据设置为优先级第三的传感器组；
当主传感器组的预处理结果中，三轴姿态信息中的任一轴，与另外两组之间的差值均超过阈值X，则将主卡尔曼滤波器使用的传感器原始数据切换为优先级第二的传感器组；
当某一组传感器组的三轴姿态信息中的任一轴数据，与另外两组之间的差值均超过阈值Y，则将该组传感器组的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斐，
申请(专利权)人：一飞海南科技有限公司，
类型：发明
国别省市：海南;46
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