無人機飛控,如何解決地磁羅盤被干擾?

時間 2021-05-05 15:33:12

1樓:

首先,磁羅盤受干擾確實會大幅影響飛行穩定性。原因有:

1.航向角解算時,只有磁羅盤這乙個直接觀測量,若磁羅盤受干擾,則導航系統只能依賴於陀螺儀遞推得到航向角估計值,眾所周知,民用級MEMS陀螺儀精度較低,零偏較大,這導致長時間不估計的航向角準確。

2.航向角估計誤差較大會導致速度解算誤差增大,從而出現飛行器「飄移的現象」。

3.當航向角誤差累積到一定程度,導航系統對於陀螺儀零偏的估計值也會出現偏差,進而影響到姿態解算精度,從而大大降低飛行器穩定性。

知道了磁羅盤受干擾導致飛行器不穩定的原因,那麼有哪些方法能夠解決該問題呢?

一般而言,動力電池的電源線以及大功率器件是機體自身產生磁場干擾的主要原因。針對這類問題,我們通常採用針對電池電源線進行雙絞,這樣做可以大幅度降低磁場干擾,同時,針對干擾源與磁羅盤之間採用隔離材料。此外,改變磁羅盤的安裝位置也是一種有效的手段,如將磁羅盤安裝在腳架上(參考DJI精靈3方案)。

此外,對於環境中客觀存在的磁場干擾,如大功率發射塔、鋼筋、磁性礦物等等,對於這類干擾,有以下解決方案:

1.使用RTK或雙GPS方案,增加航向觀測量。

2.使用視覺演算法,增加航向觀測量。

2樓:李恆

做農用無人機的路過。

基於磁羅盤的定向導航都容易受干擾,地磁場實在太弱。無人機容易受自身大電流產生的磁干擾,外部影響包括高壓線,地下金屬礦等。

現在民用不依靠磁羅盤定向比較常用的是雙RTK測向,單RTK天線定位精度可以到厘公尺級,雙RTK天線安裝到無人機上距離20厘公尺以上,基於定位座標的差值,可以定向。

3樓:Shutong

其實理論上來說地磁羅盤錯誤並不會導致墜機,只會導致GPS懸停或者waypoint following功能失效,飛機會往錯誤的方向越飛越遠而已。

從硬體放置的角度上說,ESC,電池,應該盡可能遠離飛控(內建羅盤)和GPS(外接羅盤)。在第一次飛行前應該進行一次地面測試,緩慢地將油門打到100%,看看羅盤指向或者磁場干擾是否穩定和在合理範圍內。否則不建議直接飛行,至少不要用自動模式飛行(懸停loiter,waypoint following,回家RTL等等)。

從飛控軟體的角度說,如果飛控偵測到羅盤干擾很大,或者EKF裡磁力羅盤變化率和gyro,gps的外接羅盤的觀測值出現了較大的差別時,飛控可以短時間內只通過gyro來估測方向,同時蜂鳴器發出警告 (ardupilot在這個時候會閃黃燈而不是正常的藍燈)。如果操控者發現這一情況,應該立刻操控飛機往空曠的區域飛以遠離干擾源。一般情況下單單靠gyro來估算方向只能撐最多十幾秒,所以十幾秒後如果干擾還是很大,飛控只能回到自穩模式讓操控者自行控制,或者緩慢降落。

但其實只要沒有因為方向錯亂而撞到什麼,應該不至於墜機。

你要說不依賴地磁羅盤導航的,學校倒是有幾個視覺追蹤汽車、運動員的飛機,飛控不需要理會經緯座標系而只使用body frame座標系即可實現自動飛行的飛機。

4樓:bin colt

民用工業飛控有慣性導航,不會完全依賴磁向計和gps訊號,即使短時間丟星(幾秒到幾分鐘,看慣導精度)也不會影響全自主飛航線,dji的玩具飛控硬體水平太低,沒有慣性導航,所以gps丟星會炸雞,磁向計被干擾也會炸雞,碰到自己軟體bug也炸雞.

5樓:胡賴

軍機因為機身長度的關係,在首尾各放置GPS就能解決方向導航問題

不過小型無人機還是機身太小,目前為止沒有了解到能夠平衡成本和功能的更好解決方案

6樓:

有吐槽傾向,匿了。其實我覺得就算磁羅盤中間失靈了也不應該掉下來的。沒了方向怎麼會掉下來!

必須還是慣導融合出了問題。或者整個慣導系統或者電路上受到干擾導致訊號亂了,比如控電調PWM波突然亂了也未可知呢。

有人點感謝了……之前說的不對。磁羅盤融合不好確實會造成完全的混亂。但是!!

有方法可以檢測出磁羅盤突然失靈啊!!!然後可以繼續融合GPS,或者是用山寨感的演算法,用加速度計進行融合復位水平

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