航拍無人機根據(jù)具體應用可以區(qū)分為專業(yè)級無人機和消費級無人機。
專業(yè)級無人機對航拍的穩(wěn)定性和航拍的質(zhì)量要求比較高,通常使用工業(yè)級的MEMS磁傳感器,從而確保導航的準確性,而消費級無人機通常使用來自手機等消費類產(chǎn)品的磁傳感器。
目前,航拍無人機導航主要采取GPS+慣性導航的方式。慣性導航通常由兩個及以上的傳感器信息用于飛機相對地球的航向矢量及速度矢量。加速度計用于測量加速度。利用一個三軸加速度計能夠測出一個固定平臺相對地球表面的運動方向,當平臺運動起來時,情況也會變得相對復雜;當平臺做自由落體時,加速度計測得的加速度值則為零。當平臺朝某個方向做加速度運動,各個軸向加速度值會含有重力產(chǎn)生的加速度值,從而無法獲取準確的加速度值。例如安裝在60度橫滾角飛機上的三軸加速度計能夠測得2G的垂直加速度值,而實際上飛機相對地區(qū)表面的傾角為60度。因此,只通過加速度計難以讓飛機保持一個固定的航向。
陀螺儀測量機體圍繞某個軸向的旋轉角速率值。當通過陀螺儀測量飛機機體軸向的旋轉角速率時,如果飛機保持旋轉,測得的值則為非零值;當飛機不旋轉時,測得的值則為零。因此,陀螺儀在60度橫滾角的飛機上測得的橫滾角速率值為零,當飛機水平直線飛行時,角速率值也為零。在沒有誤差累積的前提下,通過角速率值的時間積分可以估算當前的橫滾角度。陀螺儀測量的值會跟隨時間漂移,幾秒鐘的時間都會累積出較大的誤差,從而導致對飛機當前相對水平面橫滾角度形成錯誤的認知。因此,只通過陀螺儀也無法穩(wěn)定飛機的特定航向。綜上可以看出加速度計在較長時間的測量值(確定飛機航向)是準確的,在較短時間內(nèi)由于信號噪聲等因素,則容易出現(xiàn)誤差。陀螺儀在較短時間內(nèi)的準確性較高,在較長時間下則會存在誤差。因此,需要兩者結合來確保航向的正確。然而,這兩者也只能測得飛機的俯仰和橫滾角度。由于偏航角和重力方向正交,通過加速度計也無法測量偏航角度。由于MEMS磁傳感器對磁場變化和慣性力極其敏感,所以通常被用來校正測量偏航角度的陀螺儀的漂移值。
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