[发明专利]一种可动感操控四旋翼飞行器的方法

摘要

本发明属于飞行控制领域，具体涉及一种可动感操控四旋翼飞行器的方法。本发明包括获取初始姿态；四元数姿态更新；规范化四元素；互补滤波器数据融合。动感操控四旋翼飞行器的方法具有可直观快速性操控四旋翼飞行器的突出优点，适合在紧急或危险情况下高效快速地控制四旋翼飞行器平稳飞行的问题。同时也具有体积小、操控过程中主动性强等优点，从而也大大降低了操控者的门槛。

主权项

一种可动感操控四旋翼飞行器的方法，其特征在于:(1)获取初始姿态使用欧拉角表示姿态，令ψ,θ和代表ZYX欧拉角，分别称为偏航角、俯仰角和横滚角，载体坐标系下的加速度和参考坐标系下的加速度之间的关系为，其中c和s分别代表cos和sin，参考系下的加速度等于重力加速度，即axNayNayN=000]]>θ=arctan(axBayB2+azB2)]]>θ、为初始俯仰角和横滚角，通过加速度计得到载体坐标系下的加速度即可将其解出，载体坐标系下的磁场强度和参考坐标系下的磁场强度之间的关系为：通过磁力计可以得到载体坐标系下得磁场强度，得解得初始偏航角，ψ=arctan(myNmxN);]]>(2)四元数姿态更新首先将欧拉角转换为四元数，采用毕卡算法进行四元数的更新，q0=q0+(-q1ωxB-q2ωyB-q3ωzB)Δt2q1=q1+(q0ωxB-q2ωyB-q3ωzB)Δt2q2=q2+(q0ωyB-q1ωzB+q3ωxB)Δt2q3=q3+(q0ωzB+q1ωyB-q2ωxB)Δt2,]]>其中Δt代表陀螺采样时间间隔，和代表载体坐标系下的角速度，由陀螺仪得到，(3)规范化四元素(4)互补滤波器数据融合将更新后的四元数转换为欧拉角：使用互补滤波器进行矫正，其中下标g代表由陀螺得到的欧拉角，下标a代表由加速度计得到的欧拉角，下标e代表经互补滤波器矫正后的欧拉角估计值。