| 基于模糊-比例积分偏差修正的多旋翼飞行器姿态测算系统 |
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| 引用本文： | 廖懿华,张铁民,廖贻泳.基于模糊-比例积分偏差修正的多旋翼飞行器姿态测算系统[J].农业工程学报,2014,30(20):19-27. |
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| 作者姓名： | 廖懿华 张铁民 廖贻泳 |
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| 作者单位： | 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,广州,510642 |
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| 基金项目： | 国家高技术研究发展计划（"863"计划）资助项目 （SS2013AA100303）;机器人学国家重点实验室开放课题资助项目（RL2012-O02） |
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| 摘 要： | 以多旋翼飞行器为平台,结合遥感技术可实现对近地面农田信息进行遥感监测。飞行控制是多旋翼飞行器的核心,它主要负责实时收集传感器测量数据,解算飞行姿态,通过控制算法控制电机运转。因此,准确实时获取姿态信息是实现多旋翼飞行器的飞行控制基础,该文提出了基于模糊-比例积分(fuzzy-proportion integration,Fuzzy-PI)偏差修正的多旋翼飞行姿态测算系统。该系统由加速度传感器、陀螺仪、电子罗盘和STM32F103微处理器组成。采用四元数坐标转换,将测算系统中各传感器测量的姿态偏差代入模糊-比例积分偏差修正解算方法得到多旋翼飞行器的姿态,通过串口显示测算结果,并在SGT320E型3轴多功能转台上对测算的姿态进行验证。试验结果表明该文提出姿态测算系统解算时间达450次/s,静态测量时横滚角和俯仰角平均误差为1.213°和1.072°,长时间静态测量并未产生漂移,为多旋翼飞行器准确控制姿态奠定基础。当转台以频率为0.1 Hz,幅度为30°的正弦波方式运动时,测算系统测量精度能达到1°。试验结果表明在该文提出的多传感器姿态测算硬件系统中,模糊-比例积分偏差修正的多传感器信息融合方法能动态修正传感器间的偏差,满足快速准确跟踪运动姿态的要求。该成果为多旋翼飞行器的姿态控制提供参考。
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| 关 键 词： | 飞行器 传感器 算法 模糊-比例积分偏差修正 姿态测算 四元数 多旋翼飞行器 |
| 收稿时间： | 2014/4/20 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2014/10/1 0:00:00 |
Multi-rotor aircraft attitude detection system based on fuzzy-proportion integration deviation correction |
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| Liao Yihu,Zhang Tiemin and Liao Yiyong.Multi-rotor aircraft attitude detection system based on fuzzy-proportion integration deviation correction[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2014,30(20):19-27. |
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| Authors: | Liao Yihu Zhang Tiemin and Liao Yiyong |
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| Institution: | Key Laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment, Ministry of Education, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;Key Laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment, Ministry of Education, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;Key Laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment, Ministry of Education, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | aircraft sensors algorithms fuzzy-PI deviation correction attitude measure and solution quaternion multi-rotor |
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