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惯性导航之四元数与欧垃角互转(五)
虽然还没有搞得特别明白,这一次说一下四元数与欧拉角之间的转换。 单位四元数(Unit quarternion)可以用于表示三维空间里的旋转[1]。它与常用的另外两种表示方式(三维正交矩阵和欧拉角)是等价的,但是避免了欧拉角表示法中的万向锁问题。比起三维正交矩阵表示,四元数表示能够更方便地给出旋转的转轴与旋转角。(维基百科)工具:方向余弦矩阵开始正文 设 q 为一个单位四元数,而 p 是一个原创 2015-10-18 17:14:17 · 2718 阅读 · 5 评论 -
惯性导航之术语基础(一)
对于一个像我一样刚接触惯性导航的学生来说,刚刚的起步比较困难,需要查非常多的资料,而且资料也是良莠不齐,需要很多的甄别,在这里将学习中用到的资料步骤和心得写下来,为了理清自己的思路,也给一些像我一样刚起步的人一些帮助。工具: 1、陀螺仪、加速度计、单片机 2、欧拉角、四元数、滤波算法开始正文常见的导航系统:惯性导航、天文导航、卫星导航、路标导航、无线电导航、推算导航、组合导航。惯性导航系统I原创 2015-10-05 17:03:24 · 4263 阅读 · 0 评论 -
惯性导航之欧拉角与万向节死锁(三)
之前说过了,欧拉角有一些天生的缺陷,这里面最严重的就是”万向节死锁“,现在说一下什么是万向节死锁。工具:三维笛卡尔直角坐标系欧拉角一、欧拉角定义中的限制前面已经说了,使用三个角度表示一个旋转就可以理解为欧拉角了,这种定义未免太宽泛,并没有多大的实际意义。所以使用欧拉角的时候需要很多的规定,我们的欧拉角:动态定义,围绕载体坐标系旋转旋转顺序,Z–>X–>Y(旋转顺序没有统一规定,不过在不同的原创 2015-10-05 22:04:06 · 6176 阅读 · 0 评论 -
惯性导航之认识欧拉角(二)
惯性导航中不用到欧拉角是不太可能的,特别是飞控等一些需要用到3轴角度的地方,这一篇写一下这段时间对欧拉角的一些认识。工具:欧拉旋转、矩阵运算MEMS陀螺仪(微机电陀螺仪)开始正文一、什么是欧拉角? 欧拉角是用来唯一地确定定点转动明体位置的三个一组独立角参量,由章动角θ、进动角ψ和自转角φ组成,为L.欧拉首先提出,故得名。当然看过上面的定义并没有什么作用,这里我们可以这样理解:在一个三维的原创 2015-10-05 21:10:33 · 8676 阅读 · 3 评论 -
惯性导航之Runge-Kunta法更新四元数(六)
从陀螺仪得到x、y、z三个角速度后就需要通过积分来得到角度,事实上,经过简单的积分是得不到正确的角度的,更得不到欧拉角,在这里说一下通过的Runge-Kunta更新四元数,从而对角速度积分得到角度的过程。四元数能到快速的发展,得益于飞行器控制与导航的发展,要求更合理的描述刚体空间的运动,以便于计算机的计算。在采用方向余弦描述飞行器运动时,要积分矩阵微分方程:原创 2016-01-03 22:57:45 · 6963 阅读 · 2 评论 -
惯性导航之认识四元数(四)
之前说到,使用欧拉角积分和方向余弦积分求得角度并不合适,而比较合适的是四元数。 在讨论「四元数」之前,我们来想想对三维直角坐标而言,在物体旋转会有何影响,可以扩充三维直角坐标系统的旋转为三角度系统(Three-angle system),在Game Programming Gems中有提供这么一段: Quaternions do not suffer from gimbal lo原创 2015-10-11 15:23:26 · 10437 阅读 · 7 评论