無人機飛控基本構(gòu)成（課堂PPT）

1、1飛行器控制器構(gòu)成飛行器控制器構(gòu)成2常見的無人機飛控傳感器常見的無人機飛控傳感器陀螺儀陀螺儀氣壓計氣壓計加速度計加速度計電子羅盤電子羅盤GPSGPS3陀螺儀（角速度計）陀螺儀（角速度計） 基于角動量守恒的理論，用高速回轉(zhuǎn)體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。4傳統(tǒng)機械陀螺儀示意傳統(tǒng)機械陀螺儀示意5陀螺儀種類陀螺儀種類機械陀螺儀機械陀螺儀光纖陀螺儀光纖陀螺儀MEMS陀螺儀陀螺儀6陀螺儀常見的使用領(lǐng)域陀螺儀常見的使用領(lǐng)域“某米某米”九號平衡車九號平衡車火箭火箭/導(dǎo)彈導(dǎo)彈“某米某米”運動手環(huán)運動手環(huán)7加速度計加速度計 加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器傳感

2、器在加速過程中，通過對質(zhì)量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。8加速度計基本原理加速度計基本原理9慣性測量單元（慣性測量單元（IMU） 慣性測量單元是測量物體三軸姿態(tài)角(或角速率)以及加速度的裝置。一般的，一個IMU包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺，加速度計檢測物體在載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態(tài)。10氣壓計氣壓計根據(jù)大氣壓強檢測檢測當(dāng)前高度的裝置。11磁力計（Magnetic、M-Sensor）也叫地磁、磁感器，可用于測試磁場強度和方向，定位設(shè)備的方位，磁力計的原

3、理跟指南針原理類似，可以測量出當(dāng)前設(shè)備與東南西北四個方向上的夾角。磁力計（電子羅盤）磁力計（電子羅盤）12衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)13GPS GPS是英文是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。GPS起始于起始于1958年美國軍方的一個年美國軍方的一個項目，項目，1964年投入使用。年投入使用。20世紀(jì)世紀(jì)70年代，美國陸?？杖娐?lián)合研制了年代，美國陸海空三軍聯(lián)合研制了新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)新一代衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS 。主要目。主要目的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實時、的是為陸?？杖箢I(lǐng)域提供實時、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用全天候和全球性

4、的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報搜集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊于情報搜集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，經(jīng)過等一些軍事目的，經(jīng)過20余年的研余年的研究實驗，耗資究實驗，耗資300億美元，到億美元，到1994年年，全球覆蓋率高達，全球覆蓋率高達98%的的24顆顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。14NMEAThe NationalMarine Electronics Association)制定的。制定的。NMEA0183協(xié)議協(xié)議15GPS三大要素三大要素位置位置速度速度高度高度16RTK（載波相位差分技術(shù)） 實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法，將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機，進行求差解算坐標(biāo)。17RTK示意示意18超聲波超聲波 光流光流 傳感器傳感器1920常用飛控平臺常用飛控平臺2122 描述一個剛體坐標(biāo)系和參考坐標(biāo)系之間的角度位置關(guān)系。也就是pitch（俯仰）、YAW（航向）、ROLL（橫滾）。坐標(biāo)系坐標(biāo)系 與與 姿態(tài)表述姿態(tài)表述23 飛控解碼出姿態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)之后，隨即將