[飞控]姿态误差(三)-四元数和轴角求误差

最新推荐文章于 2025-06-26 19:32:48 发布
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#飞控 #算法 #APM #PX4

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如何用四元数表示姿态差
eowyn0406的博客
04-13 3317
在机器人控制中，经常需要控制末端工具的姿态，如果用欧拉角表示姿态，会出现万向锁的问题，而使用四元数就不会有这个问题，此外四元数求出的姿态差为一个标量，更容易在RL算法中使用。由于一个四元数表示三维空间中的一个刚体的姿态，那么认为。如果当前姿态就是期望姿态，那么旋转角度。，单位四元数还具有以下特性，其中。首先，假设末端工具的姿态为。，这个标量即可代表实际姿态。为单位四元数的共轭。distance，使用。总结以上，为求实际姿态。均为三维单位向量，即。
机器人姿态的偏差和求和求解
Tunny_one
12-08 1863
机器人姿态的加减法（偏差和求和）
相机IMU融合四部曲（二）：误差状态四元数详细解读
weixin_30794491的博客
07-14 1127
相机IMU融合四部曲（二）：误差状态四元数详细解读 极品巧克力 前言 上一篇文章，《D-LG-EKF详细解读》中，讲了理论上的SE3上相机和IMU融合的思想。但是，还没有涉及到实际的操作，以及实际操作中会遇到的一些问题。所以，本文开始讲实际操作，包括，在相机和IMU融合的过程中，IMU速度的计算，加速度计和陀螺仪的使用，偏移的处理，重力的滤波等。 本文的主要参考文献为John sol...
[飞控]姿态误差(二)-旋转矩阵做差
https://zinghd.gitee.io/blog/
12-02 1870
https://zinghd.gitee.io/Att-err2/
误差卡尔曼中的四元数运动学-第一章
浮生
06-26 557
误差卡尔曼中的四元数运动学四元数的定义繁多，由凯里迪克森创建的一种定义我认为是比较有吸引力的。首先我们有两个复数，A=a+bi,C=c+diA = a + bi, C = c + diA=a+bi,C=c+di. 现在增加一个自由度，令：Q=A+CjQ = A + CjQ=A+Cj. 同时令：k=ijk = ijk=ij, 这样就生成了四元数空间。从公式1的定义中可知，实数、虚数、实虚数组合，都是属于四元数的子空间。值得注意的是，不同的作者会定义不同的四元数，有的人把实数虚数的位置放得不一样。matlab中
无人机飞控算法-姿态估计-欧拉角-旋转矩阵-四元数
GoolyOh的专栏
12-06 8233
无人机飞控算法-姿态估计(EKF卡尔曼滤波) 此系列记录了我理解的卡尔曼滤波从0到1的过程，从姿态估计到位置估计，我们从核心点一个个出发，并结合实际模块的应用来一一揭开卡尔曼滤波的神秘面纱。 提示：在系列文章中，我参考了大量优快云，知乎，简书等其他朋友的各种文档资料，并从中获益良多，对此表示非常感谢！在更新的过程中不免出现很多错误，希望大家能够及时指出和交流，一起学习，一起进步！ 系列文章目录无人机飞控算法-姿态估计(EKF卡尔曼滤波)前言一、姿态估计是什么？二、惯性测量单元（IMU）1.加速度计2.陀
飞控算法-姿态解算之互补滤波
热门推荐
GoolyOh的专栏
04-03 1万+
飞控乱入之姿态解算 姿态解算是通过读取各个传感器的数据进行融合最终得到当前飞行器的姿态，姿态通常用Euler角（Roll-Pitch-Yaw）来表示 姿态解算框架 姿态解算的数据源可来自于陀螺仪或加速度计，他们分别都可以得到当前姿态，但实际上他们都有各自的传感器性能的优缺点，需要取长补短，进行数据融合才能得到真实的姿态，这种方法简称 互补滤波 算法 传感器特性 互补滤波 姿态解...
ArduPilot姿态控制方法解析---(倾转分离）
Chasing的博客
05-07 4675
ArduPilot飞控因其成熟稳定，受到了大多飞控研究者的膜拜，以及大多航模玩具的青睐。但是，即使已经发展了十几年，仍有很多人对其中的控制算法和原理一知半解。本文给出了一些参考和个人见解，仅供参考。
无人机关键算法分析 （ MPU6050 ,PID,滤波，四元数，欧拉角,IMU 姿态解算）
最新发布
oisflo的博客
06-26 1656
本文系统阐述了自动控制系统中的PID控制器设计和IMU姿态解算算法。PID控制器通过比例、积分、微分环节实现对误差的动态调节，需注意参数整定以避免振荡等问题。MPU6050传感器融合三轴加速度计和陀螺仪数据，采用互补滤波、卡尔曼滤波和四元数等方法进行姿态解算，并介绍了零偏校准、温度补偿等误差处理技术。文章还深入分析了IMU解算中的航向参考问题和卡尔曼滤波的最优估计原理，以及欧拉角的定义和万向节死锁现象。通过生动的类比和数学公式，全面解析了自动控制系统和姿态解算的关键技术。
【STM32飞控姿态解算全攻略】：掌握9大核心算法与实战优化技巧
# STM32飞控姿态解算：从数学原理到嵌入式实战的深度剖析 你有没有试过让一个四轴飞行器在空中“跳舞”？不是遥控摇杆抖动那种，而是真正地、优雅地完成一次360°翻滚，然后稳稳悬停——就像它天生就该如此。这背后...
基于误差四元数的钻孔姿态跟踪控制律设计
05-15
针对钻孔机器人姿态调节的控制过程中存在外界干扰的问题,利用非线性H∞控制理论,引入误差四元数概念,推导了姿态跟踪控制的运动学方程。通过构建钻孔姿态跟踪控制的工程目标和虚拟输出,并经过矩阵变换,设计了满足工程应用需求的控制律。经理论验证,该控制律控制下的闭环系统的姿态误差和角速度误差全局收敛。
理解四元数
06-21
讲解四元数的文献，UnderstandingQuaternionsin，讲解的很透彻。
姿态误差问题
jidushan2008的博客
11-22 1539
前段同学问了一个关于飞机姿态误差的问题，将飞机姿态直接做差与px4里面先z轴对齐然后将过渡矩阵的姿态量赋值给滚转俯仰姿态误差对比，发现直接做差后在飞机做大的机动时误差量会变大，曲线的拟合非常不好，后来仔细把公式又推导了一遍，又学习了大牛的一些文章，认为原因应该是欧拉角的定义跟误差角的定义根本不同，欧拉角在不同转动过程中投影到不同坐标系下，而z轴对其后得到的误差角则投影的坐标系是一致的，因此这两种误差无法直接对比，小角度情况下没问题，角度较大时误差会增大，后续再详细仿真推导。 ...
误差卡尔曼中的四元数运动学-第二章
浮生
06-28 377
公式54的向量旋转公式，是从向量分解的角度推导来的，对于一个旋转来说，就是可以分解为垂直方向和平行方向。在机器人中，刚体的旋转是非常常见的，需要用旋转来刻画它。 定义的旋转需要满足：向量的模长不变、两个向量之间的夹角不变，向量之间的相对朝向不变。 表一给出的是旋转矩阵以及其四元数表示，具体每一个的性质会在下面的章节中给出。为什么可以用旋转矩阵来表示旋转，因为旋转的过程都是向量和实数的相乘，都是线性的。通过RTR=IR^TR = IRTR=I的性质，两边同时取倒数，可以得到R的倒数。 公式68. 当把对时间倒
基于误差四元数的飞行器姿态滑模控制设计与仿真
weixin_33419305的博客
08-28 1490
本文还有配套的精品资源，点击获取 简介：本文介绍了一种先进的飞行器姿态控制技术，即基于误差四元数的滑模控制器，用于飞行器三维空间的位置和方向精确调整。阐述了误差四元数的概念、滑模控制策略的优势以及如何在MATLAB/Simulink环境中实现控制器的设计、仿真和性能评估。研究内容包括误差四元数在描述飞行器姿态差异中的应用、滑模控制器的数学模型构建，以及如何通过动态仿真来验证...
【气动学】基于误差四元数战术导弹垂直发射姿态调转控制附Matlab代码
m0_60703264的博客
10-25 655
本文提出一种基于误差四元数的姿态控制算法，利用四元数表示姿态，并设计了相应的控制律，以实现导弹从垂直状态到目标姿态的快速、精确、稳定的过渡。未来的研究工作可以考虑将更复杂的扰动因素，例如风力等，纳入到模型中，进一步提高控制算法的鲁棒性。该算法首先利用四元数表示导弹姿态，然后构建误差四元数，并基于误差四元数设计相应的控制律，实现对导弹姿态的精确控制。仿真结果表明，基于误差四元数的姿态控制算法能够有效地将导弹姿态从垂直状态调整到目标姿态，并且具有较好的精度和鲁棒性。d，可以改变系统的响应速度和稳定性。
【飞控入门基础】 四元数
qq_37451250的博客
08-01 1998
四元数 四元数（Quaternions）是由威廉·卢云·哈密顿在1843年爱尔兰发现的数学概念。四元数的乘法不符合交换律。如果把四元数的集合考虑成多维实数空间的话，四元数就代表着一个四维空间，相对于复数就是二维空间。四元数也称为超复数。四元数形式为： 其中a为实部，b , c , d为虚部，i , j , k为虚数单位。 i , j , k三者的关系为： 1.向量的叉乘 2...
机器人阻抗控制中末端姿态偏差的表示方法
罗伯特祥的博客
05-21 2206
欧拉角：缺点是存在奇异问题， 案例：KUKA使用的RPY 轴角：缺点是有效范围小，±90° 四元数：优点多多，没有gimbal lock问题，其本身就能代表姿态偏差用于阻抗控制器笛卡尔空间扭矩计算；缺点是不容易理解 案例：Franka用的四元数//Source: cartesian_impedance_example_controller.cpp if (orientation_d.coeffs().dot(orientation.coeffs()) < 0.0) { orientation.c.
[飞控]姿态误差(一)-欧拉角做差
https://zinghd.gitee.io/blog/
11-12 2464
在设计控制器之前，有个重要的问题要解决，就是如何计算期望姿态的误差？因为大部分控制器都需要你告诉我这个误差，然后才可以去调整，去减小这个误差直到没有误差。 求误差可太简单了，不就是个减法吗？   看起来很有道理，但是骗骗小孩子可以，骗我和我的读者朋友们还差一点。 我有几个问题代表大家问一下，首先姿态本质是旋转，姿态的误差其实是旋转之间的误差，那必须还是个旋转，那么直接相减还能表示旋转吗...
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