(二)Ardupilot软件分析及代码架构

本文详细介绍了无人机飞行控制系统的工作原理,包括坐标系转换、姿态数据获取、传感器校正以及PID控制。核心库如AP_AHRS采用DCM或EKF估算飞行器姿态,而AP_HAL提供硬件抽象层。传感器库如AP_InertialSensor和AP_Compass负责读取陀螺仪和地磁数据。此外,还提到了飞行模式、导航库和电机控制等相关组件,揭示了无人机稳定飞行背后的复杂技术细节。

先要搞明白ardupilot是怎么实现飞行控制的?然后再看文件

1.建立两个基本坐标系:地理坐标系和载体坐标系,保证两个基本坐标系的正确转化
   一般使用旋转矩阵实现坐标系转换:
   四元数运算(q0123);欧拉角(XYZ轴-roll/pitch/yaw) ;方向余弦矩阵(9个系数)

2.主要姿态数据:重力,地磁,陀螺仪,加速度计,电子罗盘,
                       重力和地磁属于地理坐标系/陀螺仪和加速度计和罗盘属于载体坐标系;
                      这些数据由UAV上面的传感器测量出来,exp:加速度计->测量线速度
                                                                                         陀螺仪->测量角速度

3.怎么保证坐标系的正确转化?
偏航yaw由电子罗盘,地磁对比修正误差补偿得到;
pitch俯仰和roll横滚的修正由加速度计,重力对比修正误差得到;
保证两个坐标系正确转化后,利用陀螺仪积分运算得到载体坐标系的姿态数据;
经过PID控制给出一系列控制量,完成基于载体坐标系的稳定控制,
再反应到地理坐标系稳定控制,达

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