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歐拉角就是物體繞坐標(biāo)系三個(gè)坐標(biāo)軸,四元數(shù)與歐拉角

云知道四元

下圖是無人機(jī)平穩(wěn)飛行的關(guān)鍵技術(shù)原理 ， CPU實(shí)時(shí)采集姿態(tài)傳感器的數(shù)據(jù) ， 其中姿態(tài)傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、三軸磁力計(jì) ， 依靠這9軸姿態(tài)信息進(jìn)行姿態(tài)解算融合得到四元數(shù)和歐拉角 ， 傳感器采集的信息作為當(dāng)前姿態(tài) ， 目標(biāo)姿態(tài)由遙控器的通道信息決定 ， 二者偏差作為PID的輸入控制 ， 姿態(tài)控制通過串級(jí)PID ， 外環(huán)角度環(huán) ， 內(nèi)環(huán)進(jìn)入角速度環(huán) ， 整定內(nèi)環(huán)和外環(huán)PID之后輸出加到姿態(tài)控制上 ， 完成無人機(jī)的平穩(wěn)控制飛行 。
如何做無人機(jī)集群控制？

歐拉角就是物體繞坐標(biāo)系三個(gè)坐標(biāo)軸,四元數(shù)與歐拉角


【歐拉角就是物體繞坐標(biāo)系三個(gè)坐標(biāo)軸,四元數(shù)與歐拉角】1.無人機(jī)基本飛行控制原理 這種基本的控制算法已經(jīng)爛大街了 ， 基本上都在用 ， 在這簡單說一下 。單臺(tái)無人機(jī)平穩(wěn)飛行是實(shí)現(xiàn)無人機(jī)編隊(duì)飛行的基礎(chǔ) 。下圖是無人機(jī)平穩(wěn)飛行的關(guān)鍵技術(shù)原理 ， CPU實(shí)時(shí)采集姿態(tài)傳感器的數(shù)據(jù) ， 其中姿態(tài)傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、三軸磁力計(jì) ， 依靠這9軸姿態(tài)信息進(jìn)行姿態(tài)解算融合得到四元數(shù)和歐拉角 ， 傳感器采集的信息作為當(dāng)前姿態(tài) ， 目標(biāo)姿態(tài)由遙控器的通道信息決定 ， 二者偏差作為PID的輸入控制 ， 姿態(tài)控制通過串級(jí)PID ， 外環(huán)角度環(huán) ， 內(nèi)環(huán)進(jìn)入角速度環(huán) ， 整定內(nèi)環(huán)和外環(huán)PID之后輸出加到姿態(tài)控制上 ， 完成無人機(jī)的平穩(wěn)控制飛行 。
2.無人機(jī)定位（1）測距定位 在每臺(tái)無人機(jī)上安裝距離傳感器 ， 計(jì)算出各臺(tái)無人機(jī)之間的相對(duì)距離 ， 然后進(jìn)行數(shù)學(xué)建模 ， 根據(jù)相應(yīng)算法得出無人機(jī)的位置 。它的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算所得位置比較精確 ， 但是運(yùn)算量比較高 ， 另外三維空間中的距離傳感器種類很少 。(2）GPS 氣壓計(jì) 通過GPS獲得無人機(jī)二維平面位置 ， 再結(jié)合氣壓計(jì)和超聲波模塊計(jì)算出高度 ， 最終得出飛機(jī)空間位置 。
飛機(jī)在低空飛行時(shí)通常采用超聲波模塊獲取高度信息 ， 精度很高 ， 在高空時(shí)采用氣壓計(jì) 。（3）圖像識(shí)別定位 通過多個(gè)攝像頭獲取環(huán)境三維空間圖像 ， 使用圖像識(shí)別技術(shù)將圖像進(jìn)行處理 ， 對(duì)飛行空間進(jìn)行數(shù)學(xué)建模 ， 將識(shí)別出的不同維度的無人機(jī)位置信息整合 ， 可獲得三維空間中無人機(jī)位置 。該方法在圖像識(shí)別過程中數(shù)據(jù)運(yùn)算量也很大 ， 另外受地域限制 ， 只可在布有攝像頭的環(huán)境中飛行 。
3. 防誤撞軌跡規(guī)劃 為防止無人機(jī)在變換隊(duì)形時(shí)發(fā)生碰撞 ， 我們?yōu)槊颗_(tái)無人機(jī)設(shè)置一定的安全距離 。如圖 ， 以每臺(tái)無人機(jī)為球心 ， 固定距離為半徑的球體設(shè)為其安全區(qū)域 ， 其他無人機(jī)不得進(jìn)入 。若在飛行過程中需要經(jīng)過其他無人機(jī)的安全區(qū)域 ， 該無人機(jī)必須繞行到達(dá)目標(biāo)位置 ， 不可直線行進(jìn) ， 避免發(fā)生碰撞 。4. 位置信息共享 無人機(jī)如要完成整齊的編隊(duì)動(dòng)作 ， 必須統(tǒng)籌規(guī)劃所有無人機(jī)的實(shí)時(shí)飛行位置 。

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