基于传感器校正与融合的农用小型无人机姿态估计算法

• 作者: 张铁民 彭孝东 李继宇 陈瑜
• 来源期刊: 自动化学报
• 关键词: 农用小型无人机 传感器融合 姿态估计 传感器校正 梯度下降法
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 页码范围: 854-860
• 页数: 7页
• 字数: 7412字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16383/j.aas.2015.c140277

摘要

实时姿态信息获取是运用农用小型无人机(Unmanned aerial vehicle, UAV)进行变量作业控制的重要环节,本文采用STM32单片机、微机电系统(Micro-electro mechanical system, MEMS)加速度计、陀螺仪、磁强计和无线收发模块设计出农用小型无人机姿态实时解算系统,文中对三轴数字传感器的校正方法以及基于四元数和梯度下降法的多传感器融合姿态估计做了详细地介绍与推导.结果表明,在72 MHz时钟频率下模拟集成电路总线(Inter-integrated circuit, IIC)传感器数据采集及滤波消耗6.2 ms,迭代步长β取0.8,一次姿态解算消耗约0.96 ms,数据更新频率可达100 Hz,能满足实时性要求.经测试在静态时俯仰角和翻滚角输出的平均绝对误差小于1.5?,偏航角平均绝对误差小于2.9?,小幅震动条件下的俯仰角、翻滚角和偏航角平均绝对误差增加1?～2?左右.这表明该传感器校正方法与姿态融合算法实用有效,能为农用小型无人机的飞行控制与变量作业实施提供准确的姿态数据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张铁民	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	92	1114	19.0	29.0
2	李继宇	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	27	451	11.0	21.0
3	彭孝东	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	17	393	9.0	17.0
4	陈瑜	华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室	15	290	8.0	15.0