CN107272717A - 基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法，所述方法包括：S1、获取四轴无人机中姿态传感器的姿态数据；S2、采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波；S3、对滤波后的姿态数据进行姿态解算，得到姿态角以实现对四轴无人机的控制。本发明中采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波，避免了姿态传感器自身的测量误差及周围环境的干扰，姿态传感器输出的数据更加干净平滑，从而有利于对四轴无人机的精确控制。

Description

基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法

技术领域

本发明属于无人机技术领域，特别是涉及一种基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法。

背景技术

无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)又简称无人机，与传统的有人驾驶飞行器不同，是一种利用无线电远程遥控及机载的程序控制器操纵的不载人飞机。其最早出现于20世纪20年代，当时仅被用于作为军事训练中的靶机,此后经过近百年的不断发展，逐渐转向于侦查、攻击等各种多用途领域。由于其相对于载人飞机来说具有成本低、生存能力强、无人员伤亡风险、使用方便等优点，所以不止能在军事上发挥重要作用，在民用领域也具有广阔的应用前景。

四轴无人机的尺寸较小、重量较轻、飞行速度较低，故其空气动力学模型较难准确地建立，再加上其载重及自身惯性都比较小，在低速飞行时十分容易受到气流的影响，所以对其飞行控制器的控制精度及灵活性都有更高的要求。

因此，针对上述问题，有必要提出一种基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法，所述方法包括：

S1、获取四轴无人机中姿态传感器的姿态数据；

S2、采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波；

S3、对滤波后的姿态数据进行姿态解算，得到姿态角以实现对四轴无人机的控制。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中的姿态数据包括加速度和角速度。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中的姿态角包括俯仰角、横滚角及航向角。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2的滑动平均滤波具体为：

设置一个长度固定为N的队列缓冲区，当有新的采样值入队，则将队首数据出队，并将此时队列缓冲区中N个采样值的均值作为滤波输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波，避免了姿态传感器自身的测量误差及周围环境的干扰，姿态传感器输出的数据更加干净平滑，从而有利于对四轴无人机的精确控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一具体实施方式中基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法，首先获取四轴无人机中姿态传感器的姿态数据；然后采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波；最后对滤波后的姿态数据进行姿态解算，得到姿态角以实现对四轴无人机的控制。

参图1所示，本发明一具体实施方式中的一种基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法，该方法包括：

S1、获取四轴无人机中姿态传感器的姿态数据；

S2、采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波；

S3、对滤波后的姿态数据进行姿态解算，得到姿态角以实现对四轴无人机的控制。

优选地，步骤S2中的姿态数据包括加速度和角速度。

优选地，步骤S3中的姿态角包括俯仰角、横滚角及航向角。

由于姿态传感器自身的测量误差及周围环境的干扰等因素，从姿态传感器直接采集到的姿态数据会存在一定的高频噪声，特别是加速度计的测量信号十分容易受到机体振动的干扰而产生毛刺，所以需要使用一定的滤波方法来使姿态传感器输出的数据更加干净平滑。

优选地，本实施方式中采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波，滑动平滑滤波方法具体为：

设置一个长度固定为N的队列缓冲区；

当有新的采样值入队，则将队首数据出队；

将此时队列缓冲区中N个采样值的均值作为滤波输出。

由以上技术方案可以看出，本发明中采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波，避免了姿态传感器自身的测量误差及周围环境的干扰，姿态传感器输出的数据更加干净平滑，从而有利于对四轴无人机的精确控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、获取四轴无人机中姿态传感器的姿态数据；

S2、采用滑动平均滤波对姿态数据进行滤波；

S3、对滤波后的姿态数据进行姿态解算，得到姿态角以实现对四轴无人机的控制。

2.根据权利要求1所述的基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S2中的姿态数据包括加速度和角速度。

3.根据权利要求1所述的基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的姿态角包括俯仰角、横滚角及航向角。

4.根据权利要求1所述的基于滑动平均滤波的四轴无人机控制方法，其特征在于，所述步骤S2的滑动平均滤波具体为：

设置一个长度固定为N的队列缓冲区，当有新的采样值入队，则将队首数据出队，并将此时队列缓冲区中N个采样值的均值作为滤波输出。