AHRS温飘越来越严重

xmnjsl

我还以为是漂移24度呢，吓一跳。2.4度，没什么问题的。据我经验，它也不一定就固定在2.4度了，可能会不断上下变化。实际飞行中，你能悬停1-2分钟不动，已经很好了啊。没有gps的情况下，即使是悬停，也不可能撒开摇杆，所以，2.4度不算什么。如果是24度，就要修了。
每次通电后，数值都不太一样，我也一样，但一般就是在水平位置，算是可接受的范围了，对飞行影响不大。

[ 本帖最后由 xmnjsl 于 2011-5-20 15:16 编辑 ]

wgx602

LS的你可能没看清楚，不是1-2分钟不动，是1-2分钟不乱动（基本用很小的杆量就可以修正，然后可以松杆一下），接下来就是老向左飘，要用一定的杆量才能使飞机停住，不能松杆，一松杆飞机又跑了。2.4度不算什么吗？你试试看把飞机倾斜2.4度，飞机就变成兔子了:em15: 。

桂冠vivi

我这几天都是烈日下飞行 每次2块电池25分钟 根本没有任何温飘影响，最后都是稳稳悬停然后降落

wgx602

abin你的理论我还是看得懂的，可能是你没能理解我的意思。
我是说AHRS没有温度的变化，角度就不会有变化。在这里与震动没有关系吧。
我的AHRS有角度的变化是事实，怎么是感觉呢？
陀螺芯片厂商提供的只是数据，能代表合格者吗？能保证每一个芯片都没有问题吗？这是两码事呀。
还有陀螺漂移校正默认参数i值到底是多少呀？我的是0.0001。

abin

原帖由 wgx602 于 2011-5-20 15:38 发表
abin你的理论我还是看得懂的，可能是你没能理解我的意思。
我是说AHRS没有温度的变化，角度就不会有变化。在这里与震动没有关系吧。
我的AHRS有角度的变化是事实，怎么是感觉呢？
陀螺芯片厂商提供的只是数据，能 ...

我外出测飞，晚上回来再答复你。 :)

abin

看到你对X的情节帖子，倍受感动，所以这次回复详细点，也用于回报对我们的支持：

首先是关于温飘定性的问题，当你把AHRS角度的飘动看成是温飘的时候，那么它永远是温飘。

AHRS一定存在温飘，只是这个温飘是否会影响到飞行，从机械式陀螺（我们X600D，MK1.1-1.3版本，以及现在KK使用的陀螺都是这类，具有比较大的温飘，但是算法控制得当，飞行也是没问题的），再到我们当前X650使用的MEMS陀螺，具有极小的温飘，几乎可以忽略。这些的数据来源不只是我们测试，还有陀螺制造商给出的datasheet。都能清晰的知道陀螺的温度漂移细节。我这里就不重复了，因为在你发的第一关于温飘的帖子的22楼，我已经详细说了一些。如果有疑问的地方，咱们再深入沟通。

在打字的瞬间，我突然发现，我就像个老师一样，不停的在教学............ 跑题...回到话题来。

在理解这个角度的变化前，你首先要明白为什么会变化，除了温度变化会引起这个角度变化，还有其他什么会引起变化：
关于温度的变化，会引起角度的变化 ，我就不说了，因为你已经懂了。
我重点说其他引起变化的可能。

每个陀螺系统除了温飘这个基本参数外，还有如果输出噪音 ，输出线性度等等参数。陀螺输出的是角速度。要得到角度就必须对角速度做积分，这个积分是离散积分。因此至少会有3个误差被引入：
1：陀螺本身的输出噪音
2：陀螺输出的线性度
3：离散积分的误差

对于我们采用的陀螺，大约每3mv输出就代表1度/秒。如果持续输出1秒的3mv，就可以被认为旋转了1度。有了这个概念后，就好理解陀螺的误差了。
当陀螺输出有噪音的时候，随着时间的变化，积分的角度一定会越来越不准。同理，陀螺的线性也会引起，还有就是离散积分本身也会引入一些误差。
因此，陀螺的积分，在控制系统短周期，比如500毫秒内，可以有不错的精度，比如500毫秒偏差0.5度（这个性能主要取决于陀螺的性能），但是长周期来说，陀螺的积分出来的角度就会越来越不准，我们当前的陀螺积分大约是1分钟6度的误差，我们早期x600d的陀螺，大约是1分钟20度-30度的漂移（请不要惊讶，mk早期也是采用这个陀螺飞行一样稳定，kk也是采用这个陀螺，也飞行的平稳,就是当前原装mk 2.0的板子，一分钟也有十几度的漂移）。

越好的陀螺，这个稳定性越好，军品光纤陀螺，可以达到1小时0.几的漂移，甚至更好。可以用于航海和空间制导等.....

单纯依靠陀螺长时间计算出准确的角度来是个问题。因此有了捷联惯导，简单的说就是找一个参考量，时不时的修正一下这个陀螺的积分，让他把误差剔除掉。
我们把这个修正的过程叫做融合。这个参考量就是加速度计。

介绍到这里，有必要说明下什么是加速度计：
加速度计就是能够测量出运动加速度的传感器，不仅仅如此，他还能测量出重力加速度。当加速度计在静止的时候，就会输出一个重力加速度。当传感器倾斜时，即可通过三角函数解算出倾斜角度（很多手机都有这个传感器，你可以用他来开赛车游戏等）。请注意。加速度计只有在静止的时候才能测算出准确的倾斜角度。当在运动的时候，角度就会不准确。因为运动的时候，加速度计不只是受到重量加速度，还有运动的加速度。

刚才说到了陀螺积分在短周期内是靠谱的，在长周期内是不靠谱的。而加速度计在静止的时候是靠谱的 ，在运动的时候是不靠谱的。
我们可以把多旋翼看成是一个不断悬停的飞行器（悬停时可以通过滤波实现加速度的相对准确的角度计算），因此在长周期来说 ，我们可以通过加速度计的滤波来计算出准确的角度。

如果阅读到这里，你可以这样理解：陀螺在短周期内的数据是靠谱的，长时间的是不靠谱的，而加速度计在短时间内是不靠谱的（因为震动和运动会极大的影响到加速度的计算），在长时间来看，只要悬停了，就是靠谱的。

好，算法来了....
什么卡尔曼啦，什么互补滤波器啦，什么... 反正很多很多。这些算法，都在于如何更加优秀的解决在各种飞行条件下，陀螺和角速度互补，得到准确角度的问题。
关于滤波器算法的介绍，此处省略10万字....

不管怎么说，反正AHRS里面有个算法，来让这两个传感器的数据融合起来，得到准确的角度。

有了准确的角度，还需要把这个角度根据载机坐标系和地面坐标系做一些变换，然后适应飞机在飞行时，轴的耦合。

好，算法再次来了...
什么四元数啦，什么欧拉角啦，什么方向角啦...反正也很多很多。这个算法决定了你做飞行动作的时候会不会憋手，比如8字航线什么的。
关于轴耦合的算法介绍，再次省略10万字...


说了这么多，如果能理解过来，现在可以解释几个问题了：
1：为什么AHRS怕震动，因为如果震动太大，AHRS就会认为飞机一直在运动，而没有悬停，这个时候陀螺积分的漂移就没办法修正，所以就往一边飞去咯...... 一部分玩家说的不可控（失控）就是由于这个问题导致的。
2：为什么AHRS启动的时候会慢慢飘一点，然后稳定下来。其实当AHRS一上电的时候，马上就会开始计算角度，这个时候加速度计也会开始输出角度，时间一长陀螺的误差就出来了，随着误差越来越大，加速度计输出的角度修正这个误差的速度越来越快。直到2者达成一种平衡，即修正的速度和陀螺积分漂移的速度一致。这样就不飘了。假设达到平衡时的角度是3度。其实设置AHRS里面的一个P值来调整这两者的平衡值。P值越大，加速度计参与的越快越多，可能漂移还没有1度，就达到平衡了。wgx602，你所说的“温飘”就是这个引起的。


关于“陀螺芯片厂商提供的只是数据，能代表合格者吗？能保证每一个芯片都没有问题吗？”这句，其实我可以说是肯定的。
你唯一能信赖的，也是必须信赖的。对于半导体芯片，这些大的芯片提供商是非常靠谱的，况且我们的陀螺还是工业级指标的。所以不可以不信任。

[ 本帖最后由 abin 于 2011-5-21 01:06 编辑 ]

40138

最简单的办法！让他把模块寄回厂，你们帮他检查一下不就清楚了！

vv.vv

:em20: :em20:

auuuux2011

看了abin 对角速度和加速度融合解算姿态的解释， 真是深入浅出， abin  真的很有当老师的潜质啊

redstrong

lz的温漂，如果x650选的芯片不是数字输出的，很大的可能就是ad转换过程中产生的。

bdkonly

我就想问楼主个问题：
楼主是不是这样测试的，给AHRS上电，此时温度是27°，然后工作一会，AHRS温度上升到了33°，在这个过程中AHRS输出角度变化了2.4°？然后AHRS温度一直维持在33°左右，AHRS的输出角度也不再变化了？

wgx602

原帖由 bdkonly 于 2011-5-23 22:37 发表
我就想问楼主个问题：
楼主是不是这样测试的，给AHRS上电，此时温度是27°，然后工作一会，AHRS温度上升到了33°，在这个过程中AHRS输出角度变化了2.4°？然后AHRS温度一直维持在33°左右，AHRS的输出角度也不再变化 ...

是的，如何解释？

bdkonly

我认为问题的关键在于时间，而不在于温度。楼主你注意到的只是一个温度的变化，从27°到33°。实际上你可以测试从上电到陀螺仪输出角度误差2.4°这个过程所需的时间（我们先假设是3分钟），我估计不管在什么温度条件下，只要开机时间达到了“3分钟”，那么陀螺的输出误差都会是是2.4°左右。
如果楼主实测的结果就如我上面所说，那么问题的关键就在于算法中对陀螺角速度积分的处理了，简单点讲，角度=时间X角速度，这就要看算法中这个时间是怎么处理的了，不同的处理方法会导致不同的累积误差。
下面我举个例子，希望楼主能理解。陀螺仪都存在随机游走这个指标，简单的说就是每秒随机偏差多少度，我们现在假设这个随机游走的波形是个周期为6分钟的正弦波，然后AD对陀螺仪的输出进行采样，在正弦波的前半个周期（就是3分钟）内，AHRS的输出误差就是3分钟内的累积采样误差，共计2.4°。
当然，我举的例子是最简单的例子，实际上算法里会对各种游走值做处理，但是处理效果就不知道如何了。
另外，X650上对加速度值的处理也是很关键的，从很多模友反应的情况来看，X650存在“当四轴震动较大时，AHRS不能准确判断姿态”的问题，这也许是软件中对加速度计输出值的处理不够得当吧……以前我们做过类似的测试，把加速度计MMA7260直接用热熔胶固定在XXD2212（1000KV）的底座上（配1045的桨）。然后整个底座用手按在桌子上。当电机加速时，整个座子震动非常大（安装时桨叶没有对正），手按着都觉得麻。然后上位机上得出的姿态也是剧烈震动，根本无法判断整体的姿态，后来在软件中加了许多的处理后才把问题解决，能比较准确的反应整体姿态，但是代价就是存在一定的响应延时。所以这里也不知道X650是怎么处理加速度值的。
以上纯粹的个人看法，仅仅针对技术层面而言。
小生不才，让各位见笑了……

[ 本帖最后由 bdkonly 于 2011-5-24 13:30 编辑 ]

自旋翻LI

:em26: