| 基于传感器校正与融合的农用小型无人机姿态估计算法 |
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| 引用本文： | 彭孝东,张铁民,李继宇,陈瑜. 基于传感器校正与融合的农用小型无人机姿态估计算法[J]. 自动化学报, 2015, 41(4): 854-860. DOI: 10.16383/j.aas.2015.c140277 |
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| 作者姓名： | 彭孝东 张铁民 李继宇 陈瑜 |
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| 作者单位： | 1.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)(SS2013AA100303,2013AA10230308-10)资助 |
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| 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72MHz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6.2ms,迭代步长取0.8,一次姿态解算消耗约0.96ms,数据更新频率可达100Hz,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.
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| 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 |
| 收稿时间： | 2014-04-17 |
Attitude Estimation Algorithm of Agricultural Small-UAV Based on Sensors Fusion and Calibration |
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| PENG Xiao-Dong,ZHANG Tie-Min,LI Ji-Yu,CHEN Yu. Attitude Estimation Algorithm of Agricultural Small-UAV Based on Sensors Fusion and Calibration[J]. Acta Automatica Sinica, 2015, 41(4): 854-860. DOI: 10.16383/j.aas.2015.c140277 |
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| Authors: | PENG Xiao-Dong ZHANG Tie-Min LI Ji-Yu CHEN Yu |
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| Affiliation: | 1.Key Laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment, Ministry of Education, South China Agricultural University, Guangzhou 510642 |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Agricultural small unmanned aerial vehicle(UAV) sensor fusion attitude estimation sensor calibration gradient descent algorithm |
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