Навигационное наведение и управление является наиболее сложной системой в системе БПЛА, и ее функции можно разделить на множество методов. Сегодня мы в основном представляем и обобщаем основные принципы и общие методы системы навигационного наведения и управления БПЛА.
Навигация: то есть БПЛА получает свое текущее (в определенной системе отсчёта) положение, скорость и другую информацию. При необходимости ему также необходимо получить текущее (относительно определенной системы отсчета) положение, угловую скорость положения и другую информацию. Например, с помощью чистой инерциальной навигации можно получить положение, скорость и ускорение БПЛА в определенной инерциальной системе, а также угол ориентации и угловую скорость относительно инерциальной системы; Система GPS-навигации может определять скорость, положение и угол курса БПЛА в системе координат WGS84; С помощью систем внутреннего позиционирования, таких как vicon и UWB, можно получить скорость и положение БПЛА относительно определенной системы координат в помещении. Поэтому основная задача краткого изложения навигации – «знать, где вы находитесь и ваша поза».
Наведение: то есть БПЛА находит (или вводит) положение, скорость и другую информацию о цели и получает команду положения или скорости, необходимую для достижения цели, в соответствии с его собственным положением, скоростью, внутренними характеристиками и внешними ограничениями. среда. Например, при полете по запланированной путевой точке рассчитать команду БПЛА, летящего прямо или по определенному маршруту к путевой точке; Когда применяется оптическое наведение, основанное на отслеживании цели компьютерным зрением, команда перегрузки или угловой скорости ориентации, необходимая для сопровождения цели, рассчитывается в соответствии с положением цели в поле зрения (и внеосевым углом, который может существовать в поле зрения). камера); При наличии препятствий или запретных для полетов зон, которых необходимо избегать на предварительно установленной (или полученной Slam) карте, возможный маршрут обхода или команда скорости рассчитываются в соответствии с летными характеристиками БПЛА. Поэтому основная задача краткого изложения указаний – «знать, где находится цель и как ее достичь».
Управление: в соответствии с текущей скоростью, ориентацией и другой информацией БПЛА меняет ориентацию, скорость и другие параметры с помощью привода, чтобы реализовать инструкции по стабильному полету или наведению по маршруту. Например, когда БПЛА с неподвижным крылом необходимо набрать высоту, он вычисляет требуемый угол тангажа и команду скорости угла тангажа, а также команду дроссельной заслонки, необходимую для предотвращения значительного снижения воздушной скорости; При полете по маршруту при боковом ветре рассчитайте необходимую команду угла рыскания, чтобы компенсировать эффект бокового ветра с помощью бокового скольжения; Или когда один винт многороторного БПЛА выходит из строя, посчитайте, как назначить команды остальным винтам, чтобы добиться максимально стабильного полета. Поэтому основной задачей управления является «изменение ориентации полета и отслеживание команды наведения».
При этом кварцевый гибкий акселерометр может измерять изменение ускорения свободного падения в поле силы тяжести. Когда его чувствительная ось перпендикулярна горизонтальной плоскости, акселерометр показывает единичное ускорение свободного падения; Если чувствительная ось наклонена, ее выходной сигнал является произведением синусоидальной функции ускорения свободного падения и угла наклона. Этот принцип можно использовать для измерения наклона и нивелирования. В этом заключается роль кварцевого акселерометра в навигации и наведении.
Application of Quartz Accelerometer in UAV and Positioning System
Navigation guidance and control is the most complex system in the UAV system, and its functions can be divided into many methods.
ericcointernational.com
