请教一下飞行器姿态解算的问题。

请教一下飞行器姿态解算的问题。,第1张

首先你要知道四元数的解算肢银过程(需要一定数学功底的),历轿宴其实我推荐你也可以试试互补滤波算法,也是非常常见的算法,你要是要资料我这里很多,我就是做四轴飞行器的。如果你要简单一点,用MPU6050,他自带的DMP解算出的姿态我看过,效果挺好的。

另外看论文看英文的,中文很多实验数据有造假情况。不过一般985高校的研究生,博士帆羡生毕业论文还是可以看得

姓名:张新影

学号:19021210945

一. 坐标系

1. 导航坐标系

常用的导航坐标系有北东地和东北天两种。

两种坐标系的指向分别定义如下:

1.1 北东地坐标系

X轴:指北

Y轴:指东

Z轴:指地。

1. 2 东北天坐标系

X轴:指东

Y轴:指北

Z轴:指天。

2. 载体坐标系

与导航坐标系类似,常用的载体坐标系也有如下两种:

2.1 前右下坐标系—对应北东地导航坐标系

X轴:指向载体前进方向

Y轴:指向载体右侧

Z轴:指向下。

2.2 右前上坐标系—对应东北天导航坐标系

X轴:指向载体右侧

Y轴:指向载体前进方向枝郑游

Z轴:指向上。

二. 姿态角/轴向/范丛吵围

从导航坐标系经过3次旋转,得到载体坐标系,3次旋转的角度为姿态角。

1. 姿态角范围

(1) 俯仰角(-90 ~ 90deg);

(2) 横滚角(-180 ~ 180deg);

(3) 航向角(-180 ~ 180deg,可转换为0~360deg);

2. 姿态角对应轴向

(1) 北东地坐标系

X轴:横滚角;Y轴:俯仰角;Z轴:航向角。

(2) 东北天坐标系

X轴:俯仰角;Y轴:横滚角;Z轴:航向角。

2. 姿态角对应方向

姿态角方向根据右手定则来确定。

2.1 北东地坐标系

(1) 俯仰角和横滚角:方向与对应轴向转动方猛销向一致;

绕对应轴正转,相应姿态为正;绕对应轴反转,相应姿态为负。

(2) X轴指北时,航向角为零。北偏东顺时针依次从0变为360deg。

2.2 东北天坐标系

(1) 俯仰角和横滚角:姿态角方向与对应轴向转动方向一致;

绕对应轴正转,相应姿态为正;绕对应轴反转,相应姿态为负。

(2) 航向角:姿态角方向与对应轴向转动方向相反。

注意:

由于航向角定义为:Y轴指北时,航向角为零。北偏东顺时针依次从0变为360deg。而Z轴指天,Z轴反转时,航向角才依次增大。

三. 导航坐标系与载体坐标系之间的姿态旋转矩阵

基本旋转矩阵

假设坐标系1通过绕其3个轴旋转后得到坐标系2,变换矩阵为


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