AHRS包含传感器信息、姿态数据和航向信息的解算

2023-07-05 理论教育版权反馈

【摘要】：与IMU区别在于前者仅提供传感器信息，而AHRS包含对姿态数据和航向信息的解算。在硬件上相比于GPS增加了基准站。输入为直流电，输出为三相电。同时具有稳压能力。Flybar副翼：常见于直升机主旋翼系统，作用是为主旋翼挥舞提供更大的系统阻尼。在一些设计中已被电子增稳系统取代。由于位置要求、干扰来源等因素，可以将GPS和强磁计放在一个模块里。一般在FPV屏幕中叠加飞行器姿态信息，以便于超视距飞行操作。

ACC（Accelerometer）加速度计：测量三轴直线加速度，重力加速度。

AHRS（Attitude and Heading Reference System）航姿参考系统：内部包括多个轴向传感器，能够为飞行器提供航向，横滚和侧翻信息，为飞行器提供准确可靠的姿态与航行信息。硬件结构为由陀螺仪（Gyro）、加速度计（ACC）、强磁计组成的完整系统。与IMU区别在于前者仅提供传感器信息，而AHRS包含对姿态数据和航向信息的解算。

Bell-Hiller：无人机主旋翼结构的一部分，用于将自动倾斜器的输入转化为主旋翼变距。

BLDC（Brushless DC Motor）无刷直流电动机：输入为三相电，是多旋翼无人机的主要动力元件。常用简写还包括BLDCM、BDCM。

BDS（BeiDou Navigation Satellite System）北斗卫星导航系统：就是北斗系统。

BEC（Battery Elimination Circuit）：为FCU提供稳定5V电源输入。

CES（International Consumer Electronics Show）国际消费类电子产品展览会。

Compass电子罗盘：借助自身磁通量传感器感应到周围环境磁场变化，从而指导飞控确定飞机航向。

DGPS（Differential Global Positioning System）差分全球定位系统：通过位置差分、伪距差分、载波相位差分等不同方式提高定位精度。在硬件上相比于GPS增加了基准站。

ECEF（Earth Centered Earth Fixed Coordinate System）：地球中心坐标系。

ESC（Electronic Speed Control）电调：全称电子调速器。输入为直流电，输出为三相电。同时具有稳压能力。在无人机中的作用一方面根据飞控输入来输出对电动机的控制电流，一方面通过BEC（Battery Elimination Circuit）为飞控提供5V电压。

FCS（Flight Control System）飞行控制系统：与FCU区别，FCS是包含FCU及其他硬件、软件、算法的系统集合。

FCU（Flight Control Unit）飞行控制单元：接收并处理从接收机发来的遥控器信号；接收并处理传感器发来的反馈信号；通过相应算法得出机体信息；通过相应算法结合机体信息得出控制输出量；将控制输出量给出到执行器部分的软件与硬件的结合。

Flybar副翼：常见于直升机主旋翼系统，作用是为主旋翼挥舞提供更大的系统阻尼。在一些设计中已被电子增稳系统取代。

GCS（Ground Control Station）地面控制站（常被简称为地面站）：无人机地面控制站形式不一，但在功能上至少应该具备对无人机运动的控制能力和人机交互界面。当下地面控制站的功能越来越强大往往包括，但不限于下列功能：无人机飞行控制、无人机导航控制、无人机导航任务设定、无人机硬件校准、无人机数据处理、无人机路径自动规划、参数调整等。特别提醒，“地面站”这个简称更常用于描述卫星地面站，建议大家在无人机系统中使用“地面控制站”来区分描述。

GMU（GPS&Magnetometer Unit）GPS磁罗盘模块：与其成为一种硬件名称，城堡更倾向于将其看作无人机飞控子模块的一种设计方式。由于位置要求、干扰来源等因素，可以将GPS和强磁计放在一个模块里。

GPS（Global Positioning System）全球定位系统。

Gyroscope/Gyro陀螺仪：常用基于MEMS的压电式陀螺仪。芯片的输出信号是与所测得的角速度大小成正比的电压变化。

IDE（Integrated Development Environment）集成开发环境：英文缩写经常重名，懒惰就会带来这些麻烦，在无人机行业一般翻译为集成开发环境，也就是无人机程序编写、编译、下载的软件环境。

IMU（Inertial Measurement Unit）惯性测量单元：6自由度IMU主要包括陀螺仪，加速度计，分别测量三个轴向的旋转角速度和三个轴向的直线加速度——为机体坐标系下数值。

IRDS（infrared distance sensor）红外测距传感器，常见的其他简写如IR distance sensor都是相同含义。

LiPo（Lithium-Polymer Battery）：锂聚合物电池。

LIU（LED Indication Unit）LED指示单元：通过LED闪烁来确定一些功能的实现或者飞行状况的确认。

MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）：微机电系统技术。

NED（North-East-Down Coordinate System）：当地水平坐标系。

OSD（on screen display）视频叠加模块或者屏幕叠加模块：这个名字不知为何城堡一开始总觉得很高大上，后来发现它无论是功能还是体积都是小角色。一般在FPV屏幕中叠加飞行器姿态信息，以便于超视距飞行操作。其实就是在图传回来的信号数据中叠加数据。

PMU（Power management）电源模块：对输入电源进行稳压与转换，一般输入电压值可能为10～12.6V之间，飞控板需要的控制芯片大多需要5V稳定电压，数传天线则可能需要3.8V电压，根据GPS模块的不同，可能需要8V供电等。这时就需要多通道的电源模块对电压值进行调整和稳压。

Propeller螺旋桨：最常用于固定翼机型，也用于多旋翼机型，在这种情况下与Rotor混用。

RC（Remote control/Radio control）：在相关资料中经常会看到这个词，一般是Radio con-trol（无线电控制），也有过Remote control（远程控制或者遥控器控制）。但本质上都是一样的，只不过控制的电磁波频段不同，就分为无线电、红外线或其他波段控制方式。一般采用的遥控器控制是2.4GHz频段，但在地面控制站数据通信中有会用到980MHz。

RC（Remote controller/Radio controller）遥控器：接收并处理从接收机发来的遥控器信号；接收并处理传感器发来的反馈信号；通过相应算法得出机体信息；通过相应算法结合机体信息得出控制输出量；将控制输出量给出到执行器部分的软件与硬件的结合。注意：有时Remote control也用作遥控器。

RCC（Remote control channel/CH）：通过遥控器操纵无人机某种被控变量的途径。举例而言，控制无人机俯仰的途径为俯仰通道（纵向通道），偏航的为偏航通道，横滚的为横滚通道（横向通道）等。

Receiver接收机：接收遥控器发送的电磁波并将控制信息转送给飞控板。

Rotor旋翼：分为变距桨和定距桨。变距桨多用于直升机型无人机，定距桨多用于多旋翼无人机。

SM（Servo motor）伺服电动机：这个词汇的缩写充分体现出很多工程师确实需要更多的室外活动。在小型无人机领域中用到的伺服都很小，而且主要用于直升机型的无人机或者多旋翼机航拍时的云台。好处是响应速度明显快于无刷直流电动机，以前伺服电动机的数学模型是一阶惯性加延迟，现在随着响应速度的进一步提升延迟部分已经可以去掉了。伺服电动机的控制精度非常高，从位置A到位置B有着快速精准的优势。

TPP（Tip-Path-Plane）浆尖平面：反映了无人机主旋翼升力方向，是对无人机进行姿态控制的重要参照对象。

Trim配平：通过调整无人机姿态使得无人机在三个通道（横向，纵向，垂向）上速度，加速度为零，配平是稳定控制与数据采集的基础。

VTOL（Vertical Take-Off and Landing）垂直起降：指飞行器具备的垂直起降的能力。具备VTOL能力的飞行器常见的有：直升机型、多旋翼型、涵道型以及上述类型的复合型飞行器。特别注意，自转旋翼飞行器不具备VTOL能力。

WGS-84（World Geodetic Coordinate System 1984）：WGS-84大地坐标系。

WP（Work point）工作点：指无人机开始工作使的状态（姿态，各通道控制输入等）。无人机一般是非线性的被控对象，线性化都只能在某个点的附近。在实际使用中，一般是调整遥控器各通道初始值，使得无人机启动即达到配平状态的工作点。

AHRS包含传感器信息、姿态数据和航向信息的解算

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