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哪些技術(shù)會(huì)影響無(wú)人機(jī)的精準(zhǔn)導(dǎo)航定位
DANBACH ROBOT
航拍無(wú)人機(jī)機(jī)器人品牌根據(jù)具體應(yīng)用可將其劃分為專業(yè)以及消費(fèi)別。消費(fèi)無(wú)人機(jī)航拍系統(tǒng)常采用來(lái)自手機(jī)等消費(fèi)類產(chǎn)品的磁傳感器，而專業(yè)無(wú)人機(jī)由于對(duì)航拍穩(wěn)定性以及航拍質(zhì)量的嚴(yán)格要求，因此常使用工業(yè)的MEMS磁傳感器以保障導(dǎo)航定位的性。
目前航拍無(wú)人的導(dǎo)航方式綜合采用了GPS+慣性導(dǎo)航的方式。慣性導(dǎo)航通常是由兩個(gè)或以上的傳感器(陀螺儀、加速度計(jì)、磁場(chǎng)計(jì)和/或GPS)信息用于飛機(jī)相對(duì)地球的航向矢量和速度矢量。
加速度計(jì)用于測(cè)量加速度。借助個(gè)三軸加速度計(jì)可以測(cè)得個(gè)固定平臺(tái)相對(duì)地球表面的運(yùn)動(dòng)方向，但是旦平臺(tái)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，情況就會(huì)變得復(fù)雜的多。如果平臺(tái)做自由落體，加速度計(jì)測(cè)得的加速度值為零。如果平臺(tái)朝某個(gè)方向做加速度運(yùn)動(dòng)，各個(gè)軸向加速度值會(huì)含有重力產(chǎn)生的加速度值，使得無(wú)法獲得真正的加速度值。例如，安裝在60度橫滾角飛機(jī)上的三軸加速度計(jì)會(huì)測(cè)得2G的垂直加速度值，而事實(shí)上飛機(jī)相對(duì)地區(qū)表面是60度的傾角。因此，單獨(dú)使用加速度計(jì)無(wú)法使飛機(jī)保持個(gè)固定的航向。
陀螺儀測(cè)量機(jī)體圍繞某個(gè)軸向的旋轉(zhuǎn)角速率值。使用陀螺儀測(cè)量飛機(jī)機(jī)體軸向的旋轉(zhuǎn)角速率時(shí)，如果飛機(jī)在旋轉(zhuǎn)，測(cè)得的值為非零值，飛機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量的值為零。因此，在60度橫滾角的飛機(jī)上的陀螺儀測(cè)得的橫滾角速率值為零，同樣在飛機(jī)做水平直線飛行時(shí)，角速率值為零?？梢酝ㄟ^(guò)角速率值的時(shí)間積分來(lái)估計(jì)當(dāng)前的橫滾角度，前提是沒(méi)有誤差的累積。陀螺儀測(cè)量的值會(huì)隨時(shí)間漂移，經(jīng)過(guò)幾分鐘甚至幾秒鐘定會(huì)累積出額外的誤差來(lái)，而較終會(huì)導(dǎo)致對(duì)飛機(jī)當(dāng)前相對(duì)水平面橫滾角度完全錯(cuò)誤的認(rèn)知。因此，單獨(dú)使用陀螺儀也無(wú)法保持飛機(jī)的特定航向，這也關(guān)于機(jī)器人價(jià)格的貴與否。
由此可以看出加速度計(jì)在較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量值(確定飛機(jī)航向)是正確的，而在較短時(shí)間內(nèi)由于信號(hào)噪聲的存在，則會(huì)出現(xiàn)誤差。陀螺儀在較短時(shí)間內(nèi)則比較準(zhǔn)確而較長(zhǎng)時(shí)間則會(huì)有與漂移而存有誤差。因此，需要兩者(相互調(diào)整)來(lái)確保航向的正確。
事實(shí)上，中國(guó)機(jī)器人高端智能裝備產(chǎn)業(yè)網(wǎng)認(rèn)為即使使用了兩者，也只可以用于測(cè)得飛機(jī)的俯仰和橫滾角度。對(duì)于偏航角度，由于偏航角和重力方向正交，無(wú)法用加速度計(jì)測(cè)量得到，而由于MEMS磁傳感器對(duì)磁場(chǎng)變化和慣性力十分敏感，因此常用作校準(zhǔn)測(cè)量偏航角度的陀螺儀的漂移值。
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