【PX4 二次开发 初级】 03 飞控调试以及地面站使用

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#传感器 #嵌入式 #PX4 #无人机

本文介绍了PX4飞控系统的调试方法及注意事项，重点讲解了IMU传感器的特点及其对飞行稳定性的影响，包括陀螺仪、加速度计和磁力计的工作原理及校准方法。

【PX4 二次开发 初级】 03 飞控调试以及地面站使用

  • 标题 ： PX4二次开发教程：
  • 起源： 根据阿木实验室讲解课程整理的学习笔记，推荐大家学习无人机的去学习这个课程，俗话说的好：问渠那得清如许，唯有源头活水来 -
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  • PX4智能无人机开发课程：https://bbs.amovlab.com/plugin.php?id=zhanmishu_video:video&mod=video&cid=39
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前言

在调试飞机之前，先学习一些基本传感器特点等概念，针对这些传感器的特性去调试飞机就会事半功倍。
对于

  • PIXHWAK 校准时候为什么要旋转？
  • 为什么要水平放置？

认识一些理论认识，才能调试出较好的效果

IMU

起飞前的安装校准，大部分就是校准IMU的各个传感器误差偏移

  • 飞机核心设备IMU (惯性测量单元）

IMU 用来根据当前姿态做出调整，来保证飞机的飞行稳定

  • 飞行中突然的姿态不稳定，或者失控，多半是因为IMU 硬件受到干扰，或者软件的BUG

三轴稳定性

  • 俯仰
    在这里插入图片描述
  • 横滚

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  • 偏航

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内部构成

IMU 一般包含陀螺仪 ，磁力技 ，加速度 三个部分
其中最重要的是陀螺仪，理论上陀螺仪就可以测量出飞机的姿态，很遗憾，陀螺仪会有积分漂移
导致积分偏差很大，这时候就需要加上加速度计，磁力计来校准，但是这三个传感器，都是各自的特性。
如果不做校准，那么飞机就不能准确的检测出姿态，导致飞机的飞行姿态不稳，同理飞机飞行过程中，
如果这桑格传感器受到干扰，也会导致姿态不稳，乃至飞机坠毁

陀螺仪

陀螺仪

  • 存在积分偏移，时间一长陀螺仪就不准了

  • 对IMU半导体 温度高敏感 受到温度影响较大

      					一般商业飞控会给陀螺仪和加速度计做恒温

加速度计

加速度计

  • 对于震动敏感 ，飞机要有减震措施

磁力计

磁力计

  • 磁力计 ：磁力计是检测地球微弱磁场，对于电磁干扰的地方敏感

      					实测中 大铁块靠近磁力计，磁力计就会报错	
  					飞机靠近铁塔 飞机就会有可能失控

（理论基础请参照陀螺仪的数据处理）

误差

当飞机静止不动水平时候

  • 加速度计为（0，0，g ）
  • 磁力计指向一个固定方向
  • 陀螺仪检测不到角速度

由于目前元器件制造工艺和安装方式，都会有误差，通过校准来尽可能消除误差，来确保检测出准确的姿态信息

加速度&陀螺仪

这是从MP地面站上查看的飞控静止情况下加速度计和陀螺仪的原始数据，或多或少都会有传感器噪声和零点漂移

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磁力计干扰测试

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未受干扰前：
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干扰后：
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