[發明專利]一種免轉臺的多旋翼飛行器的羅盤標定方法

有效

• 申請號: 201810073417.9
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108562284B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 曾勇;翟雄輝;崔建軍
• 申請（專利權）人: 土豆數據科技集團有限公司
• 主分類號: G01C17/38
• 分類號: G01C17/38
• 代理公司: 西安毅聯專利代理有限公司 61225
• 代理人: 楊燕珠

1.一種免轉臺的多旋翼飛行器的羅盤標定方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，將三軸電子羅盤與加速度計安裝于同一坐標平面內，且加速度計的X軸與多旋翼飛行器的機頭方向平行；

第二步，根據橢圓方程原理，構建三軸電子羅盤的測量模型，得到公式(1)；

其中，m_x為三軸電子羅盤的X軸輸出數據；m_y為三軸電子羅盤的Y軸輸出數據；m_z為三軸電子羅盤的Z軸輸出數據；s_x為電子羅盤的X軸尺度因子；s_y為電子羅盤的Y軸尺度因子；s_z為電子羅盤的Z軸尺度因子；m_xb為電子羅盤X軸的零位誤差；m_yb為電子羅盤Y軸的零位誤差；m_zb為電子羅盤Z軸的零位誤差；R為地磁場強度；

第三步：根據公式(1)，建立多旋翼飛行器的電子羅盤觀測方程，得到公式(2)；

其中，X是由第二步中電子羅盤待標定參數形成的列向量；

根據公式(1)，令

其中，H是由電子羅盤的測量值組成的觀測矩陣；

Z＝R² (4)

其中，R表示地磁場強度；Z表示地磁場強度的平方；

通過公式(1)-公式(4)可得觀測方程

Z＝HX (5)

其中，H是由電子羅盤測量值組成的觀測矩陣；

第四步：通過最小二乘法，求解得到公式(2)中的X值；

根據橢球方程，轉動測量模型中的橢球，同時采集轉動后電子羅盤的數據m_x，m_y，m_z，通過最小二乘法求解X如下：

X＝(H^T*H)^-1*H^T*Z (5)

其中，T表示矩陣的轉置；

根據公式(5)計算出X，然后根據公式(1)和(2)即可得出三軸電子羅盤的X軸尺度因子s_x、Y軸尺度因子s_y、Z軸尺度因子s_z、X軸的零位誤差m_xb，Y軸的零位誤差m_yb和Z軸的零位誤差m_zb，進而實現了對羅盤的標定；所述第一步中，所述加速度計的X軸與電子羅盤的X軸之間距離有間距，所述間距大于0，小于2mm。

2.根據權利要求1所述的一種免轉臺的多旋翼飛行器的羅盤標定方法，其特征在于，所述三軸電子羅盤的X軸尺度因子s_x、Y軸尺度因子s_y以及Z軸尺度因子s_z均為0.6-1.5。