Система обробки сигналів датчика кутової орієнтації

Abstract

Історія безпілотних літальних апаратів (БПЛА) почалася в 1899 році, коли Нікола Тесла сконструював і представив громадськості перший у світі радіокерований корабель. Зараз дрони стрімко розвиваються в багатьох сферах. Вони широко використовуються у війську, в основному для повітряної розвідки, як тактичної, так і стратегічної. Безпілотні літальні апарати класу «міні» та «мікро» все частіше використовуються в бойових діях на рівні взводу та відділення для термінового збору інформації типу «що на горі», тобто для вирішення завдань військової розвідки. Перспективним напрямком їх застосування є вирішення задач ройового складання. Безпілотники також використовуються для наведення вогню по наземних цілях і ураження. Безпілотні літальні апарати (БПЛА) завжди були надбанням військових, але останнім часом такі їх представники, як квадрокоптери, також завойовують своє місце в різних сферах цивільного життя. Щодня людство знаходить їм нові застосування, тим самим домагаючись певних удосконалень помічників польоту. Дронам пророкують долю мобільних телефонів, тобто в найближчому майбутньому вони можуть стати незамінною річчю в нашому житті. Це пояснюється насамперед його відносно низькою вартістю, простотою управління, низькими експлуатаційними та експлуатаційними витратами тощо. Щоб не повторюватися багато разів, розглянувши кожну сферу використання, можна подумки додати фразу «Переваги використання полягають у значному зниженні вартості, ефективності та актуальності отриманих даних». Сьогодні розвиток сучасних технологій все більше вимагає кількісно інших вимірювальних систем, необхідних для визначення параметрів руху та напрямку об'єктів у просторі. Ці вимоги включають зменшення ваги та габаритів, що є пріоритетним завданням. Мікромеханічні чутливі елементи, порівняно з традиційними механічними або оптичними гіроскопами, хоча вони мають багато переваг, мають низьку точність, оскільки вони існують сьогодні, вони часто використовуються як засоби резервування та запитують додаткову інформацію про рух об'єкта. Тому для їх використання в навігаційних системах необхідно передбачити засоби виправлення сукупно ефективних помилок після інтеграції. Об’єднання даних з багатьох різних джерел (магнітометрів, супутникових навігаційних систем, радіо та гідролокаторів), у свою чергу, вимагає створення складних алгоритмів, які спільно обробляють дані для розрахунку керуючого напрямку, щоб якомога точніше визначити основні параметри навігації. Існує велика робота, спрямована на вирішення складних задач, вирішення похибок моделювання мікромеханічних чутливих елементів, а також їх ефективного калібрування. Проте підвищення точності системи позиціонування на основі чутливих мікромеханічних елементів не втрачає своєї актуальності. Поставлене завдання дослідження та підвищення точності шляхом оптимізації алгоритму розрахунку кута орієнтації, використання апаратних фільтрів та використання алгоритму Себастьяна Мазвіка для компенсації систематичних та випадкових похибок.