无人机导航系统中,不可或缺的传感器之磁力计。众所周知我国四大发明之一就是指南针,可以辨别方向。磁力计的作用是给无人机导航系统提供航向角观测值。

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NO.1        什么是磁力计?

磁力计,是一种用于测量磁场强度和方向的仪器。
NO.2        磁力计的工作原理

  • 基于地磁现象,磁力计可以感知地球磁场的强弱和方向等信息,结合其他传感器数据,能够辅助判断自身的位置。

  • 磁力计的原理有:
        霍尔效应原理:利用半导体在磁场中和电流产生电势差,电势差的变化反应了磁场强度变化。
        磁阻效应原理:利用磁阻元件在不同磁场强度的阻值不同,来反应磁场强度。

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  NO.3        磁力计的结构

        为了能够测量空间中磁场在三个相互垂直方向上的分量,从而完整地获取磁场信息。磁力计设计也是3轴的。

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NO.4        磁力计输出了哪些信息?

    磁场大小和方向信息磁偏角是磁场矢量在水平的投影与地理北极之间的夹角,主要用于纠偏航向。

NO.5        磁力计主要参数

  • 测量范围,磁场强度的最大值和最小值之间的范围。

  • 精度,反应磁力计测量值的准确程度。

  • 分辨率,反应磁力计对磁场微小变化的敏感程度。

  • 灵敏度,衡量磁力计的磁场变化的响应能力。

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NO.6        磁力计在无人机中的具体应用

    无人机通过磁力计测量当前磁航向角,飞控系统根据遥控器指令或自主导航策略生成期望航向角。通过计算磁航向角与期望航向角的偏差值,飞控系统采用PID控制算法,结合陀螺仪/加速度计数据进行传感器融合,最终通过差速调节电机转速实现航向闭环控制。

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