[发明专利]一种无人机航向角动态校定方法

摘要

本发明是一种无人机航向角动态校定方法，通过惯性测量单元IMU姿态解算出的航向，当飞行航向出现干扰时，通过GPS获得无人机在地理坐标系N系下实时北和东方向的速度分量可以得出无人机实际飞行速度方向，再由GPS得到的无人机实际飞行速度方向与IMU姿态解算给出的飞行航向的偏差积分，来对航向角进行纠偏，实现动态校定无人机的航向角的功能，当飞行航向未被干扰时，可通过无人机飞控系统直接控制无人机的飞行航向。该种校定方法通过全球定位系统GPS得到的无人机实际飞行速度方向与给出的飞行航向的偏差积分，来对航向角进行纠偏，达到航向角动态校定的目的，从而提高无人机的飞行性能。

主权项

1.一种无人机航向角动态校定方法，其特征在于：通过惯性测量单元IMU姿态解算出的航向，通过GPS获得无人机在地理坐标系N系下实时北和东方向的速度分量可以得出无人机实际飞行速度方向，再由GPS得到的无人机实际飞行速度方向与IMU姿态解算给出的飞行航向的偏差积分，来对航向角进行纠偏，实现动态校定无人机的航向角的功能，具体步骤如下：步骤1，根据陀螺仪采集到的旋转角度数据通过计算得出的四元数q0，q1，q2，q3；步骤2，对无人机飞行过程中的陀螺仪、地磁计和加速度计的数据进行融合，通过惯性测量单元IMU利用四元数姿态解算算法算出无人机的飞行航向ψ，所述的无人机的飞行航向ψ，如下式所示：步骤3，利用GPS获得无人机在地理坐标系N系下实时北和东方向的速度分量为vn，ve，再根据反正切函数可解算出无人机实际飞行速度方向ψ0，如下式所示：ψ0＝‑atan2(ve，vn)；步骤4，将GPS得到的实际无人机飞行速度方向ψ0与IMU姿态解算后给出的无人机飞行航向ψ作差，俩者差值作为误差值Ek,如下式所示:Ek＝ψ0‑ψ步骤5，通过GPS得到的实际无人机飞行速度方向与IMU姿态解算给出的飞行航向的偏差Ek积分，来对航向角进行纠偏：积分结果补偿到IMU的最终航向角ψ：其中，n为IMU更新的频率相对于GPS更新频率的倍数。