双天线测向


因磁场环境复杂多变,在使用过程中,指南针不一致等情况非常常见;双天线测向可以代替磁罗盘用于无人机导航,满足电力巡检、管道巡检等特殊环境下的应用需求。

双天线测向工作原理:基站与流动站的天线构成一个基线向量,经过差分解算得出基线方向与正北方向的夹角(逆时针);从而获得当前航向。

已验证的硬件有:

此功能在Copter 4.0.4(及更高版本),Plane 4.0.6(及更高版本)和Rover 4.1.0(及更高版本)中可用;C-RTK 9p固件版本应为1.13及以上。

硬件设定

  • 两个C-rtk 9p的天线安装距离应当大于30cm(水平)
  • 第二个GPS应该连接到飞控的serial4/UART4接口,你也可以安装到任何串行端口,但需要额外配置串口功能。
  • 两个GPS模块必须通过其UART1连接器连接到飞控

组装

其它配置:

为了分辨GPS测向有没起作用了,您可以在调试的时候设置以下参数关闭指南针(建议使用时开启指南针)。

  • COMPASS_USE=0
  • COMPASS_USE=0
  • COMPASS_USE=0

上面的配置假设您希望两个GPS模块之间的RTCMv3数据通过飞行控制器板传输。您可以改为在两个GPS模块上的两个UART2连接器之间安装UART交叉电缆。如果这样做,则可以设置GPS_DRV_OPTIONS= 1,它告诉u-blox GPS驱动程序配置两个GPS模块以通过UART2发送RTCMv2数据。

测试

找一个空旷GPS信号较好的区域,将载具放在地上,等待搜星完成后,通过地面站检查航向于实际地磁方向是否匹配(可以使用手机指南针)。旋转载具,并且报地面站的方向更新与实际地磁方向一致。

如果方向相反,则GPS_POS_xxx参数可能设置不正确。

请注意,两个GPS模块可能需要一些时间才能获得足够好的定位,以使偏航正常工作。ArduPilot GPS驱动程序可以通过几种方式验证该修复程序是否足够好:

  • 流动站GPS(GPS2)模块状态为RTK FIX(固定解)
  • 两个GPS天线水平位置补偿设置与实际距离误差不大于20%
  • 两个GPS天线垂直位置补偿设置与实际距离误差不大于20%

固件版本

4.0 ArduPilot固件版本不支持EK3_MAG_CAL = 6选择。该选择将在4.1.x版本中。使用EK3_MAG_CAL = 6可以使EKF在飞行过程中学习一组指南针偏移,这可以在GPS偏航失败的情况下切换到指南针。

演示视频

C-RTK双天线测向

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