车载导航控制无人机的原理,无人机控制系统原理
一、导航诱*反制无人机原理
导航诱*的官方解释是“诱*式无人机主动防御系统(无人机导航诱导系统、无人机诱*系统)工作原理是通过模拟仿真生成频率相同、时间同步的导航卫星定位编码信号,将诱导信息注入到无人飞行器导航系统,间接获得飞行控制权,实现禁飞、驱离、航迹诱导等多种战术功能”。
二、无人机的工作原理是是什么
无人机工作原理
一、垂直运动:
无人机利用旋翼实现前进和停止。力的相对性意味着旋翼推动空气时,空气也会反向推动旋翼。这是无人机能够上上下下的基本原理。进而,旋翼旋转地越快,升力就越大,反之亦然。
而要使无人机向右转,则需要降低旋翼1的角速度。但是,虽然来自旋翼1的推力缺失能使无人机改变运动方向,但与此同时向上的力不等于向下的重力,所以无人机会下降。
现在的无人机能够做三件事情:悬停、爬升和降低。当悬停时,无人机四个旋翼产生的推力等于向下的重力。
爬升技术:增加四个旋翼的推力从而产生一个大于重力的向上的力。在该动作完成之后,无人机的推力可以相对减少,但为了使其继续向上飞行,那么仍必须保证向上的力要大于向下的力。使无人机降低的要求则相反:需要减少旋翼的推力速度,此时合力向下。
二、向前飞行和侧向飞行
因为无人机是对称的。这同样适用于侧向运动。一架四轮无人机就像一辆每一面都可作为正面的车,所以了如何向前也就解释了如何向后或向两侧移动的问题
三、无人机的MCU
无人机MCU是飞控子系统的核心,飞控系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统,飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用,我们认为是无人机核心的技术之一。
飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分,实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类、光流传感器、GPS模块等想互协助工作方可完成飞行。
IMU感知飞行器在空中的姿态,将数据送给主控处理器MCU。主控处理器MCU将根据用户*作的指令,以及IMU数据,通过飞行算法控制飞行器的稳定运行。
由于有大量的数据需要计算,而且需要实时性极高的控制,所以MCU的性能也决定了飞行器是否能够飞得足够稳定,灵活。
扩展资料:
无人机的应用:
与有人驾驶飞机相比,无人机往往更适合那些太“愚钝,肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域,可分为军用与民用。军用方面,无人机分为侦察机和靶机。民用方面,无人机+行业应用,是无人机真正的刚需。
目前在航拍、农业、植保、微型**、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、**拍摄、制造浪漫等等领域的应用,大大的拓展了无人机本身的用途,发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
参考资料来源:百度百科——无人机
三、无人机控制系统原理
无人机控制系统原理:是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置*纵的不载人飞机,或者由车载计算机完全地或间歇地自主地*作。
无人机是一种自带动力的、无线电遥控或自主飞行的、能执行多种任务并能多次使用的无人驾驶飞行器。要实现无人机的自主飞行、顺利完成指定任务,其飞行控制、导航与制导是关键的技术。
无人机系统主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等。飞控系统又称为飞行管理与控制系统,相当于无人机系统的“心脏”部分,对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响,对其飞行性能起决定性的作用。
四、无人机如何导航
无人机导航技术优缺点分析
目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点,因此,在劲鹰无人机导航中,要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航技术至关重要。
1、惯性导航。优点是不依赖外界任何信息实现完全自主的导航,隐蔽性好,不受外界干扰,不受地形影响,能够全天候工作。缺点是定位误差是随时间积累的累积误差,精度受到惯导系统的影响。
2、GPS导航。优点是全球性、全天候、连续精密导航与定位能力,实时性较出色。缺点是易受电磁干扰;GPS系统接收机的工作受飞行器机动的影响,比如GPS的信号更新频率一般在1 Hz~2 Hz,如果飞行器需要快速更新导航信息,单独搭载GPS系统就不能满足飞行器更新信息的需要。
3、多普勒导航。优点是自主性好,反应快,抗干扰性强,测速精度高,能用于各种气候条件和地形条件。缺点是工作时必须发射电波,因此其隐蔽性不好;系统工作受地形影响,性能与反射面的形状有关,如在水平面或沙漠上空工作时,由于反射性不好就会降低性能;精度受天线姿态的影响;测量有积累误差,系统会随飞行距离的增加而使误差增大。
4、地形辅助导航。优点是没有累积误差,隐蔽性好,抗干扰性能较强。缺点是计算量较大,实时性受到制约;工作性能受地形影响,适合起伏变化大的地形,不适宜于在平原或者海面使用;同时还受天气影响,在大雾和多云等天气条件下导航效果不佳;要求飞行器按照规定的路线飞行,不利于飞行器的机动性。
5、地磁导航。地磁导航具有无源、无辐射、隐蔽性强,不受敌方干扰、全天时、全天候、全地域、能耗低的优良特征,导航不存在误差积累,在跨海制导方面有一定的优势。缺点是地磁匹配需要存储大量的地磁数据;实时性与计算机处理数据的能力有关。
6、组合导航
组合导航是指把两种或两种以上的导航系统以适当的方式组合在一起,利用其性能上的互补特性,可以获得比单独使用任一系统时更高的导航性能。除了可以将以上介绍的导航技术进行组合之外,还可以应用一些相关技术提高精度,比如大气数据系统、航迹推算技术等。
1.INS/GPS组合导航系统
组合的优点表现在:对惯导系统可以实现惯性传感器的校准、惯导系统的空中对准、惯导系统高度通道的稳定等,从而可以有效地提高惯导系统的性能和精度;对GPS系统来说,惯导系统的辅助可以提高其跟踪卫星的能力,提高接收机动态特性和抗干扰性。另外,INS/GPS综合还可以实现GPS完整性的检测,从而提高可靠性。另外,INS/GPS组合可以实现一体化,把GPS接收机放入惯导部件中,以进一步减少系统的体积、质量和成本,便于实现惯导和GPS同步,减小非同步误差。INS/GPS组合导航系统是目前多数无人飞行器所采用的主流自主导航技术[7-8]。美国的全球鹰和捕食者无人机都是采用这种组合导航方式。
2.惯导/多普勒组合导航系统这种组合方式既解决了多普勒导航受到地形因素的影响,又可以解决惯导自身的累积误差,同时在隐蔽性上二者实现了较好的互补。
3.惯导/地磁组合导航系统
利用地磁匹配技术的长期稳定性弥补惯系统误差随时间累积的缺点,利用惯导系统的短期高精度弥补地磁匹配系统易受干扰等不足,则可实现惯性/地磁导航,具备自主性强、隐蔽性好、成本低、可用范围广等优点,是当前导航研究领域的一个热点。
4.惯导/地形匹配组合导航系统
由于地形匹配定位的精度很高,因此可以利用这种精确的位置信息来消除惯性导航系统长时间工作的累计误差,提高惯性导航系统的定位精度。由于地形匹配辅助导航系统具有自主性和高精度的突出优点,将其应用于装载有多种图像传感器的无人机导航系统,构成惯性/地形匹配组合导航系统,将是地形匹配辅助导航技术发展和应用的未来趋势。
5.GPS/航迹推算组合导航系统
航迹推算的基本原理:在GPS失效情况下,依据大气数据计算机测得的空速、磁航向测得的真北航向以及当地风速风向,推算出地速及航迹角。当GPS定位信号中断或质量较差时,由航迹推算系统确定无人机的位置和速度;当GPS定位信号质量较好时,利用GPS高精度的定位信息对航迹推算系统进行校正,从而构成了高精度、高可靠性的无人机导航定位系统,在以较高质量保证了飞行安全和品质的同时,有效降低了系统的成本,使无人机摆脱对雷达、测控站等地面系统的依赖。