精灵2，GPS模式，飞控工作原理分析

echoecho

http://www.go-gddq.com/html/s735/2015-01/1310225.htm

echoecho

看了之后，，不十分赞同。

首先说，定点悬停，在定高方面，气压高度计和GPS测高，误差都在好几米，而实际使用中发现，定高功能即使在姿态模式也很准确，所以我个人认为，定高功能一定有三轴加速度计的参与，欢迎大家讨论。

rx712345

氣壓高度計及三軸加速計都因該必須有

echoecho

平时，飞GPS模式、姿态模式时间久了就习以为常，但仔细深究下来，刨根问底，对GPS的模式下的工作原理还是存在太多疑问。

情景1:在有风的天气，推杆前进（直行），无论风的大小和方向再怎么变化，飞机总是会走直线，丝毫不受外界风的影响。

情景2:高速朝树飞去，快撞树的时候，急推横滚杆，飞机实际轨迹更近似直角，而非弧线（惯性因素）。

请大家分析其工作原理。

ProtossWraith

情景1：有种东西叫做风补偿，通过GPS数据和相关算法实现的
情景2：GPS模式下你不再推前进的情况下本来就有前进方向上的刹车…
定高这个…我觉得IMU应该还是参与的比较少的…气压计的数据虽然有误差，但是可以通过算法实现滤波的…

echoecho

个人认为，气压高度计主要作用就是提供飞机高度的大致数据，至于用于精确定高，有点牵强。

指南针数据、三轴加速度计对于稳定航线有直接关系。

飞机落地熄火判断程序主要是检测垂直方向的加速度数据，只要飞机垂直加速度为-9.8m/s^2左右的时候，飞机判断已经落地。

不知分析对不对？

echoecho

ProtossWraith 发表于 2015-1-28 22:57
情景1：有种东西叫做风补偿，通过GPS数据和相关算法实现的
情景2：GPS模式下你不再推前进的情况下本来就有 ...

平时用凤凰模拟器训练，深刻体会到飞机惯性、能量守恒定律的作用，模拟器主要是模拟纯手动模式。您说的GPS模式下的刹车动作，我也用精灵2做过实验，确实很显著。精灵2的算法，考虑了惯性因素，对新手而言是很容易上手的，但是在GPS信号受干扰，丢星，指南针受严重干扰情况下，基本功熟练程度很大程度上决定了是否炸机。

白小淘

我估计一下
飞控飞行时的姿态只靠加速度计和陀螺仪维持，定时（3-5次/S的样子，不会很快）使用GPS，气压计，磁强计的数据计算姿态，得到的结果与加速度计和陀螺仪的结果差不多时直接替换之前的姿态。 差很远时直接抛弃，因为这些虽然准，但是容易被干扰。

如果加速度计的水平要用户自己校准的，可以在空中悬停时（摇杆全部中位）使用陀螺仪校准加速度计。

老顽童退休生活

真不明白现代的电子三轴陀螺仪芯片只要几块钱，它的工作原理是什么？过去军工的陀螺仪是高速惯性制导的精密贵重之极。

tengshongshan

谢谢楼主分享！

littleyeson

echoecho 发表于 2015-1-28 23:00
个人认为，气压高度计主要作用就是提供飞机高度的大致数据，至于用于精确定高，有点牵强。

指南针数据 ...

垂直加速度 9.8 已经是自由落体炸机的节奏了。落地应该是三个条件合起来判断，气压计或者GPS 获得高度值（起飞的时候会记录这个信息）还有垂直方向加速度速度为0和油门在低位

littleyeson

老顽童退休生活 发表于 2015-1-28 23:28
真不明白现代的电子三轴陀螺仪芯片只要几块钱，它的工作原理是什么？过去军工的陀螺仪是高速惯性制导的精密 ...

现在飞机模型的严格的都不是以前的机械陀螺仪，而是3个轴的加速度计和角速度计通过运算的出来。姿态模式下三个轴的加速度计判断飞行器是否加速前进，三个轴的角度速度是用来判断飞机的姿态有没有横滚，倾斜颠倒，如果有加速姿态变化并不是遥控出来的信号。马上差生反向运动（类似一个闭环控制，直到稳定为止）。但上面的感应器不能感知匀速运动。所以会漂移（姿态模式）。然后通过GPS 获得位置进行空间为止修正（但民用GPS误差比较大，所以还有一定幅度的变化。星越多越稳定，星多获得误差就能通过各个方向上算法进行减少。另外飞机除了GPS 意外，在姿态模式也需要获得一个原始参考方向就通过指南针来确定（GPS模式，可以通过卫星获得。）所以指南针也是非常重要的一个传感器。所以炸机有不少原因是因为指南针被干扰。而指南针却是刚才那么多传感器当中最容易被干扰的，也最难通过算法过滤干扰的一个。

老顽童退休生活

littleyeson 发表于 2015-1-29 16:33
现在飞机模型的严格的都不是以前的机械陀螺仪，而是3个轴的加速度计和角速度计通过运算的出来。姿态模式 ...

谢谢指教！我是学自动控制的，还曾经搞过军工科研。以芯片技术为基础的新科技发展太快，真闹不清楚现在遥控模型无人机中飞控细节中的一些原理，比如三轴的速度和加速度是怎么算出来的，按说总需要传感器呀，可模型中除气压高度计、GPS和电罗盘，没有其他传感器呀？惭愧! 希望能有一本书，专门介绍一下。我们青少年时期介绍航模的书籍很多，那时学苏联，把航模列为重要的国防体育项目。

老顽童退休生活

littleyeson 发表于 2015-1-29 20:48
陀螺仪就是一种角速度传感器。可能大家的叫法不一样，电子罗盘就是地磁传感器。气压计也是高度传感器，加 ...

推荐的此文很好！收藏，慢慢品读。谢谢！

echoecho

littleyeson 发表于 2015-1-29 16:21
垂直加速度 9.8 已经是自由落体炸机的节奏了。落地应该是三个条件合起来判断，气压计或者GPS 获得高度值 ...

,左图是苹果手机下载的应用程序Sensor Kinetics,当时手机平放桌面，软件截图。

我相信，苹果手机自带陀螺仪、加速度计与精灵2的原理相通，都是MEMS产品,平时我就用这个软件思索NAZA飞控的工作原理。飞机落地时（静止时候），加速数值才是9.8。

当手机自由落体的时候，监测数据如下（三次实验，重点看蓝色波形）：


可见，自由落体的时候，加速度传感器检测垂直方向加速度为0，有兴趣的朋友可以把这个软件下载下来研究下。

littleyeson

echoecho 发表于 2015-1-29 22:15
,左图是苹果手机下载的应用程序Sensor Kinetics,当时手机平放桌面，软件截图。

我相信，苹果手机自带 ...

你把飞控接调参软件。看看上面就有加速度值。了解清楚物理原理和单位数据再判断