[发明专利]飞行器三轴平衡校准方法和装置

说明书

本公开提供了飞行器三轴平衡校准方法和装置。该方法包括：接收第一指示信号；响应于接收到第一指示信号，使飞行器360度上下旋转，翻转指定周数；采集并记录第一组地磁数据；接收第二指示信号；响应于接收到第二指示信号，使飞行器360度侧面旋转，翻转指定周数；采集并记录第二组地磁数据；接收第三指示信号；响应于接收到第三指示信号，使飞行器360度水平旋转，旋转指定周数；采集并记录第三组地磁数据；以及根据第一组地磁数据、第二组地磁数据和第三组地磁数据，得出经校正的地磁曲线。根据本公开的实施例的方法和装置能够全面地对飞行器的地磁传感器进行校准，更好地消除了在飞行器飞行过程中地磁传感器受到的干扰，使得飞行器的飞行更加平稳。

技术领域

本申请涉及微型飞行器领域，具体地，涉及飞行器三轴平衡校准方法和装置。

背景技术

近年来，微型飞行器(下面简称为“飞行器”)技术取得了突飞猛进的进展。飞行器已普遍应用于工业、农业、军事等各行和业。

飞行器的惯性测量单元(IMU)是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个惯性测量单元包含三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺仪检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。

惯性测量单元在飞行器飞行中有着很重要的应用价值。利用三轴地磁解耦和三轴加速度计，受外力加速度影响很大，在运动/振动等环境中，输出方向角误差较大，此外地磁传感器有缺点，它的绝对参照物是地磁场的磁力线，地磁的特点是使用范围大，由于地球磁场的多变性及近地磁场的不规律性，再者小型飞行器在超低空空域中飞行，近地磁场对飞行器磁罗盘的影响尤为突出。所以当飞行器在不同地域进行飞行时，需要随地场的变化，在新的场地对机载的磁罗盘重新校准，以便惯性测量单元重新记录校准新的地磁曲线。

发明内容

目前常用的地磁校准方法是将飞行器水平旋转360度，然后使飞行器机头朝下再水平旋转360度，随后拟合数据曲线得到校准参数，以此飞行器在起飞后根据校准参数实时修正地磁数据。但是，这种方法没有全方位地对飞行器进行旋转，导致数据拟合的结果不甚准确。鉴于此，本公开提供了飞行器三轴平衡校准方法和装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种飞行器三轴平衡校准方法。该方法包括：接收第一指示信号；响应于接收到第一指示信号，使飞行器360度上下旋转，翻转指定周数；采集并记录第一组地磁数据；接收第二指示信号；响应于接收到第二指示信号，使飞行器360度侧面旋转，翻转指定周数；采集并记录第二组地磁数据；接收第三指示信号；响应于接收到第三指示信号，使飞行器360度水平旋转，旋转指定周数；采集并记录第三组地磁数据；以及根据第一组地磁数据、第二组地磁数据以及第三组地磁数据，得出经校正的地磁曲线。

在一个实施例中，得出经校正的地磁曲线是通过椭球拟合法来对第一组地磁数据、第二组地磁数据以及第三组地磁数据进行拟合得到的。

在另一实施例中，指定周数包括两周或两周以上，以获得更加准确的地磁数据。

在另一实施例中，地磁数据至少包括相应方向的最大磁场强度和最小磁场强度。

在另一实施例中，指示信号可以是灯光信号、语音提示、文字提示等各种形式的信号。