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无人机自(zì)动(dòng)悬停的实现方法

 

自动悬停的意思就(jiù)是将(jiāng)无人机固定在预设的高度位(wèi)置与水平位置(zhì)上(shàng),其实(shí)也就是一(yī)组三维座标。不过,无人机是如何知道自己的位置的(de)呢?其实说起来(lái)也很(hěn)简单,高度一般来说是通过超声(shēng)波传感器(测量与地面(miàn)的距离,比较(jiào)少见)或者是气压计(高(gāo)度会(huì)影响大气压的变化(huà))来测量的,而水平位(wèi)置的(de)座(zuò)标则由GPS模块(kuài)来确定(dìng)。

当然,GPS也可以提(tí)供(gòng)高(gāo)度信息,但对于主流的无人机来说,更(gèng)倾向于(yú)使用(yòng)气压计(jì),因为低成本的GPS的数(shù)据(jù)刷新率太低,在高(gāo)速(sù)运动(dòng)的时(shí)候数(shù)据滞后会导致无人(rén)机高度跌落。

除了GPS模(mó)式来定位(wèi)外,无人机还有一种“姿态(tài)模式”,依靠(kào)的是内(nèi)部的IMU(惯性测量单元(yuán),实际上就是(shì)一组陀螺仪+加速度(dù)计传感(gǎn)器)来识别自身的飞行状(zhuàng)态和相对位移。

智能调节系统消(xiāo)除外界干(gàn)扰

通(tōng)过各种传感器(qì)知道自己的高度与(yǔ)水平位置之后,无人机(jī)要(yào)如何悬停在这个预设的位置上呢?这(zhè)其实(shí)就是一套负反(fǎn)馈(kuì)自动控制(zhì)系统(tǒng)(意思就是偏离预(yù)设(shè)值就自动(dòng)调整回来)。

GPS模式为(wéi)例,当无人机受到外界(jiè)影响,高度有(yǒu)升高或者(zhě)降低的趋(qū)势时,控制单元就(jiù)调节(jiē)马达的功率进行(háng)反方向(xiàng)运动补(bǔ)偿;如果无人机有被风横(héng)向吹离悬停位(wèi)置的趋势(shì),控制单元(yuán)可以启动(dòng)侧飞模式与之抵(dǐ)消——这些反(fǎn)应都是比较快的,只要外界影响不是大得离谱(专(zhuān)业多轴无(wú)人机一般抗(kàng)四级风(fēng)没有问题),专业的无人机都可以(yǐ)应付,你所看到的就是它稳(wěn)稳地定在那里没有动。

在天气不是很好,GPS搜星(xīng)困(kùn)难的(de)时候(hòu),姿态模式就派上(shàng)用场(chǎng)了(le)。依靠(kào)无人机内部的IMU单元,系统可以识别当前的(de)飞行姿态,进行自动平衡补偿,同样可以实现高度(dù)和水(shuǐ)平位置(zhì)的锁(suǒ)定(dìng)。

无人机(jī)悬停精度如何?

一般(bān)来说,万元以(yǐ)下的发(fā)烧玩(wán)家级无人机可以实现误差(chà)在垂直(zhí)0.8米、水平2.5米精度范围内自动悬(xuán)停(tíng),其他机(jī)型的悬(xuán)停精度在产品参(cān)数表中(zhōng)都有标(biāo)明。当然,这个级别的无人机也具备“专家模式”,你可以通过(guò)手动来(lái)进行(háng)高精度的微(wēi)调。2000元级的无人机也有带GPS系统的机型,可以实现智能悬停,当(dāng)然稳定性会比发烧级(jí)要差一(yī)些;8001000元级别的机型,一般还是可(kě)以(yǐ)依靠IMU单元来实现(xiàn)悬(xuán)停,精度和(hé)稳定度则(zé)更差一些;至(zhì)于更(gèng)入(rù)门的娱乐机型——就只能靠你灵巧的双手来稳住了。

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