基于MEMS傳感器的四旋翼組合測姿研究

戴邵武,李松林,邢志川,丁廣威,袁 鵬,康宇航

(1.海軍航空工程學院,山東 煙臺 264001；2.91467部隊,山東 青島 266311；3.91206部隊, 山東 青島 266108;4.92330部隊,山東 青島 266001)

基于MEMS傳感器的四旋翼組合測姿研究

戴邵武1,李松林1,邢志川2,丁廣威3,袁 鵬4,康宇航1

(1.海軍航空工程學院,山東 煙臺 264001；2.91467部隊,山東 青島 266311；3.91206部隊, 山東 青島 266108;4.92330部隊,山東 青島 266001)

針對四旋翼無人機機體尺寸較小、帶載荷能力有限的特點,設計基于低成本MEMS慣性器件的測姿系統,以滿足四旋翼無人機在系統控制方面的需求。但是低成本的MEMS慣性器件具有精度低,隨機漂移大,容易受到外界環境干擾等缺點。本文充分發揮四旋翼無人機搭載的MEMS慣性器件的功能,分別利用兩種方法測量載體姿態,并通過卡爾曼濾波的方法實現這兩種測姿方法的數據融合。經過仿真分析,融合后組合測姿系統的測姿精度得到提高。

測姿系統;MEMS慣性器件;Kalman濾波;數據融合

0 引言

最近幾年在全世界范圍內,無人機的應用迅速蔓延開來。民用領域,無人機主要用于航拍、環境監測、新聞報道、天氣預報、噴灑農藥等；軍用領域,無人機則用于靶機、電子偵察、騙敵誘餌、實施干擾等任務[1]。無人機按結構分為固定翼無人機和旋翼無人機。四旋翼無人機是旋翼無人機的典型代表。四旋翼無人機與固定翼無人機的不同之處在于四旋翼無人機的升力由旋翼旋轉產生,而固定翼無人機的升力則來自機翼,飛機必須具有一定速度才可以獲得能夠克服自身重力的升力[2]。四旋翼無人機的空氣動力結構使其能夠實現定點懸停和垂直起降的功能。……