24、无人机导航定位与自主飞行技术解析

无人机导航定位与自主飞行技术解析

4 - DOF 磁场定位系统实验

在无人机导航领域，4 - DOF 磁场定位系统是一项重要的研究方向。为了验证该系统的性能，进行了一系列实验。

实验使用 OptiTrack 跟踪系统获取发射器和接收器的真实位置和方向值，该系统的平均误差约为 0.7 毫米。基于接收器中感应电压的测量值，对发射器的位置和偏航角进行估计，并将这些估计值与跟踪系统的真实值进行比较。

实验内容如下：
1. 主要进行 x 和 y 方向移动的实验 ：z 位置和偏航角几乎保持恒定，实验涵盖正、负 x 和 y 位置，估计误差在低厘米范围内。
2. 包含各空间轴移动的实验 ：结果显示估计精度与第一个实验相当。
3. 改变偏航角的定位实验 ：姿态的位置分量几乎保持恒定，位置误差在厘米范围内，平均偏航角估计误差为 9°。
4. 最大可达范围实验 ：当感应电压低于某个阈值时，传感器停用并保持最后姿态，此次实验达到的范围约为 70 厘米。

这些实验证明了该方法的准确性。噪声影响主要在姿态重建中较为明显，这是由于发射器和接收器线圈的空间布置所致。为消除这些影响，建议使用更先进的线圈布置，分离接收线圈可减少串扰，提高估计精度。该定位系统的分辨率超过了常用的基于相机的着陆场景系统，并且对雨、雾、灰尘和雪具有较强的鲁棒性。

下面是实验的流程 mermaid 图：

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