[发明专利]一种偏航角的融合方法、装置及飞行器

说明书

本发明涉及飞行器技术领域，公开了一种偏航角的融合方法、装置及飞行器，所述方法包括：获取磁力计数据、IMU数据以及GPS数据；根据所述GPS数据以及所述磁力计数据，确定偏航角角速度修正量；根据所述IMU加速度信息以及所述GPS加速度信息，确定第一偏航角角速度误差值；根据所述IMU角速度信息、所述偏航角角速度修正量以及所述第一偏航角角速度误差值，确定初始互补融合偏航角角速度；根据所述IMU加速度信息以及所述GPS速度信息，确定第二偏航角角速度误差值；根据所述初始互补融合偏航角角速度以及所述第二偏航角角速度误差值，确定最终互补融合偏航角。通过上述方式，本发明解决一次互补滤波误差较大的技术问题，提高偏航角的融合精度以及稳定性。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别是涉及一种偏航角的融合方法、装置及飞行器。

背景技术

飞行器，如无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，也称无人机，以其具有体积小、重量轻、机动灵活、反应快速、无人驾驶、操作要求低等优点，得到了越来越广泛的应用。无人飞行器的各个动作(或姿态)通常是通过控制无人飞行器的动力装置中的多个驱动电机不同转速实现的。其中，偏航角是对无人飞行器的飞行姿态进行控制中的重要参数，也即无人飞行器的偏航角融合对无人飞行器的姿态控制尤其重要，若无人飞行器的偏航角融合误差大，或者融合精度低，轻则无人飞行器无法按照预设的方向或轨迹飞行，重则出现刷锅现象，甚至可能失稳以致炸机。

目前，飞行器的偏航角融合一般采用互补滤波方案，通过综合多个传感器信息，取长补短，采用权重调度及相互修正的方法来进行数据融合，但是，对于飞行器长时间的飞行或者长时间转偏航角飞行等情况，仅仅采用一次滤波存在较大的误差，很难保证偏航角的稳定性和融合精度。

发明内容

本发明实施例提供一种偏航角的融合方法、装置及飞行器，解决一次互补滤波误差较大的技术问题，提高偏航角的融合精度以及稳定性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种偏航角的融合方法，应用于飞行器，所述方法包括：

获取磁力计数据、IMU数据以及GPS数据，其中，所述IMU数据包括IMU加速度信息以及IMU角速度信息，所述GPS数据包括GPS速度信息以及GPS加速度信息；

根据所述GPS数据以及所述磁力计数据，确定偏航角角速度修正量；

根据所述IMU加速度信息以及所述GPS加速度信息，确定第一偏航角角速度误差值；

根据所述IMU角速度信息、所述偏航角角速度修正量以及所述第一偏航角角速度误差值，确定初始互补融合偏航角角速度；

根据所述IMU加速度信息以及所述GPS速度信息，确定第二偏航角角速度误差值；

根据所述初始互补融合偏航角角速度以及所述第二偏航角角速度误差值，确定最终互补融合偏航角。

在一些实施例中，所述根据所述GPS数据以及所述磁力计数据，确定所述偏航角角速度修正量，包括：

根据所述GPS数据，获取所述飞行器当前位置的磁场向量；

根据所述磁力计数据，确定磁力计的磁场向量；

根据所述飞行器当前位置的磁场向量以及所述磁力计的磁场向量，计算磁北极误差角；

根据所述磁北极误差角，确定所述偏航角角速度修正量。

在一些实施例中，所述根据所述IMU加速度信息以及所述GPS加速度信息，确定所述第一偏航角角速度误差值，包括：

对所述IMU数据进行坐标变换，以生成地面坐标系下的IMU加速度信息；