多轴飞行器算法核心——个人理解

1. 高精度惯导模块

此模块用于感知飞行器自身姿态,惯导模块与大地坐标系为参考系,能够精准测量自身的位移/角度等的变化速率,再加上时钟模块,也可以测量观测量一定时间段的变化幅度。所有的控制量,会转变成惯导模块的的目标量,如,无人机需要抗风,此时惯导模块的目标就是:与大地坐标系的位移,角度都为0,或,人工控制飞行器前进时,惯导模块的目标就是,以合适的偏角,合适的速度向某个方向前进。那么到底需要以什么样的角度和速度去完成惯导模块的目标呢?

2. 精准的运动学,动力学模型

拿四轴飞行器举例,飞行器的所有动力,均来自四个螺旋桨,当飞行器向前方飞行时,飞行器绝对不是以Z轴垂直于地面的姿态去飞行,而是后方螺旋桨略高,将这个垂直于螺旋桨的“升力”,分解成前进方向的“力”和保持飞行器不至于坠落的“升力”,运动学模型就是配合控制算法使飞行器稳定的达成目标的“大脑”,而动力学模型和运动学模型的目的一样,只是从不同的方向去考虑问题

3. 高效的控制算法

如果把运动学/动力学模型比喻成“大脑”,那么控制算法就像是一只手,对于飞行器来讲,控制算法具体作用到一个螺旋桨上,其目的就是很好的执行由模型计算出的控制量,要求延迟小,不震荡,响应迅速等

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