自动悬停的意思就是将无人机固定在预设的高度地位与程度地位上，其实也就是一组三维座标。不过，无人机是如何晓得本人的地位的呢？其实说起来也很复杂，高度普通来说是经过超声波传感器（测量与空中的间隔，比拟少见）或许是气压计（高度会影响大气压的变化）来测量的，而程度地位的座标则由GPS模块来确定。

  当然，GPS也可以提供高度信息，但关于主流的无人机来说，更倾向于运用气压计，由于低本钱的GPS的数据刷新率太低，在高速运动的时分数据滞后会招致无人机高度跌落。

  除了GPS形式来定位外，无人机还有一种“姿势形式”，依托的是外部的IMU（惯性测量单元，实践上就是一组陀螺仪+减速度计传感器）来辨认本身的飞行形态和绝对位移。

  智能调理零碎消弭外界搅扰

  经过各种传感器晓得本人的高度与程度地位之后，无人机要如何悬停在这个预设的地位上呢？这其实就是一套负反应自动控制零碎（意思就是偏离预设值就自动调整回来）。

  以GPS形式为例，当无人机遭到外界影响，高度有降低或许降低的趋向时，控制单元就调理马达的功率停止反方向运动补偿；假如无人机有被风横向吹离悬停地位的趋向，控制单元可以启动侧飞形式与之抵消——这些反响都是比拟快的，只需外界影响不是大得离谱（专业多轴无人机普通抗四级风没有成绩），专业的无人机都可以应付，你所看到的就是它稳稳地定在那里没有动。

  在天气不是很好，GPS搜星困难的时分，姿势形式就派上用场了。依托无人机外部的IMU单元，零碎可以辨认以后的飞行姿势，停止自动均衡补偿，异样可以完成高度和程度地位的锁定。

  无人机悬停精度如何？

  普通来说，万元以下的发烧玩家级无人机可以完成误差在垂直0.8米、程度2.5米精度范围内自动悬停，其他机型的悬停精度在产品参数表中都有标明。当然，这个级别的无人机也具有“专家形式”，你可以经过手动来停止高精度的微调。2000元级的无人机也有带GPS零碎的机型，可以完成智能悬停，当然波动性会比发烧级要差一些；800～1000元级别的机型，普通还是可以依托IMU单元来完成悬停，精度和波动度则更差一些；至于更入门的文娱机型——就只能靠你乖巧的双手来稳住了。

大疆的“悟”系列可以在没有GPS信号的室内经过“视觉定位”完成定点悬停

  无人机得晓得本人在三维空间里的坐标，也就是晓得本人在哪儿，才干找到需求悬停的地位，而这个坐标是靠GPS、气压计或许是超声波传感器、摄像头来完成的。GPS就很好了解了，大家都用过手机的GPS导航，无人机也一样，可以方便地经过GPS读数来理解本人所处的程度坐标。

  除了程度坐标，还需求一个高度值才干确定无人机悬停的地位。虽然GPS也可以读取高度参数，但数据刷新率不够理想，能够会招致无人机高度掉落，所以如今专业无人机普通都采用气压计来读取高度参数（原理很复杂，大气压是随高度变化而变化的）。

  剩下的事就交给飞控了，它会经过负反应（高了就调低，远了就调近）的自动控制方式来让无人机波动在预设的坐标点上停止悬停。

  另外，假如没有GPS信号（天气不好，搜不到卫星的状况也比拟罕见），无人机也可以依托本身的IMU（惯性单元）来完成姿势飞控形式，凭仗飞控员的手动操作，让它抵达预定地位停止悬停。大疆的“悟”系列高端产品在没有GPS信号的室内可以经过超声波传感器和摄像头停止“视觉定位”，在同类产品中比拟突出。

  而悬停精度方面，像大疆精灵2这类产品程度精度可达2.5m，垂直精度可达0.8m（最高端的“悟”系列也只是把垂直精度提升到了0.5m）

  超声测距

  经过超声波发射安装收回超声波，依据接纳器接到超声波时的工夫差就可以晓得间隔了。这与雷达测距原理类似。 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时辰的同时开端计时，超声波在空气中传达，途中碰到妨碍物就立刻前往来，超声波接纳器收到反射波就立刻中止计时。(超声波在空气中的传达速度为340m/s，依据计时器记载的工夫t，就可以计算动身射点距妨碍物的间隔(s)，即:s=340t/2)

  超声波指向性强，在介质中传达的间隔较远，因此超声波常常用于间隔的测量，如测距仪和物 位测量仪等都可以经过超声波来完成。应用超声波检测往往比拟迅速、方便、计算复杂、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能到达工业适用的要求，因而在移 动机器人的研制上也失掉了普遍的使用。

  为了使挪动机器人能自动避障行走，就必需配备测距零碎，以使其及时获取距妨碍物的间隔信息(间隔和方向)。本文所引见的三方向(前、左、右)超声波测距零碎，就是为机器人理解其后方、左侧和右侧的环境而提供一个运动间隔信息。

  为了研讨和应用超声波，人们曾经设计和制成了许多超声波发作器。总体上讲，超声波发作器可以分为两大类:一 类是用电气方式发生超声波，一类是用机械方式发生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所发生 的超声波的频率、功率和声波特性各不相反，因此用处也各不相反。目前较为常用的是压电式超声波发作器。

  GPS如何定位程度地位和垂直高度？

  GPS定位，实践上就是经过四颗已知地位的卫星来确定GPS接纳器的地位。

  如上图所示，图中的GPS接纳器为以后要确定地位的设备，卫星1、2、3、4为本次定位要用到的四颗卫星:

  Position1、Position2、Position3、Position4辨别为四颗卫星的以后地位（空间坐标），已知d1、d2、d3、d4辨别为四颗卫星到要定位的GPS接纳器的间隔

  1、地位信息从哪里来？

  实践上，运转于宇宙空间的GPS卫星，每一个都在时辰不停地经过卫星信号向全世界播送本人的以后地位坐标信息。任何一个GPS接纳器都可以经过天线很轻松地接纳到这些信息，并且可以读懂这些信息（这其实也是每一个GPS芯片的中心功用之一）。这就是这些地位信息的来源。

  2、间隔信息从哪里来？

  我们曾经晓得每一个GPS卫星都在不辞辛劳地播送本人的地位，那么在发送地位信息的同时，也会附加上该数据包收回时的工夫戳。GPS接纳器收到数据包后，用以后工夫（以后工夫当然只能由GPS接纳器本人来确定了）减去工夫戳上的工夫，就是数据包在空中传输所用的工夫了。

  晓得了数据包在空中的传输工夫，那么乘上他的传输速度，就是数据包在空中传输的间隔，也就是该卫星到GPS接纳器的间隔了。数据包是经过无线电波传送的，那么理想速度就是光速c，把传达工夫记为Ti的话，用公式表示就是：

  di=c*Ti(i=1,2,3,4);

  这就是di(i=1,2,3,4)的来源了。

  3、为什么需求4颗卫星

  从实际下去说，以空中点的三维坐标（N，E，H）为待定参数，的确只需求测出3颗卫星到空中点的间隔就可以确定该点的三维坐标了。但是，卫地间隔是经过信号的传达工夫差Δt乘以信号的传达速度v而失掉的。其中，信号的传达速度v接近于真空中的光速，量值十分大。因而，这就要求对工夫差Δt停止十分精确的测定，假如稍有偏向，那么测得的卫地间隔就会谬以千里。而工夫差Δt是经过将卫星处测得的信号发射工夫tS与接纳机处测得的信号到达的工夫tR求差失掉的。其中，卫星上安顿的原子钟，波动度很高，我们以为这种钟的工夫与GPS时吻合；接纳机处的时钟是石英钟，波动度普通，我们以为它的时钟工夫与GPS时存在工夫同步误差，并将这种误差作为一个待定参数。这样，关于每个空中点实践上需求求解就有4个待定参数，因而至多需求观测4颗卫星至空中点的卫地间隔数据。

  气压计测量高度原理：

  任务原理是将输出信号（压力）转换为电阻变化，即经过惠斯登电桥架构的压阻式压力传感器感应施加在薄隔阂上的压力。压力传感器的一个重要参数是灵敏度，高分辨率的小型压力传感器使得气压计/高度计使用得以在挪动终端中完成，比方在导航仪下面，可以经过高度计可以精确判别出地位是在桥上还是桥下。

  惠斯登电桥(Wheatstone Bridge)是用于准确测量中值电阻(10—105W)的测量安装。最复杂直接的测量电阻的办法是伏安法。用伏安法测量电阻时，经过测出流经电阻R 的电流 I 和电阻两端的电位差 V ，根据欧姆定律 R=V/I 即可求出被测电阻值。但这种办法存在较大的测量误差。由于电表自身具有内阻，不管采用电流表内接还是外接，都不能同时精确测出流经电阻的电流 I 和电阻两端的电位差 V ，因此不可防止地存在线路自身的缺陷带来的误差，这个误差被称为电表的接入误差。电表的接入误差是一个可定零碎误差，假如我们可以事前确定电流表或电压表的内阻，就可以经过加修正值的方法消弭此误差。但是，伏安法测量中运用的电流表和电压表精度都不能够很高(电表的精确度等级最高为0.1级)，由仪器误差限制带来的测量不确定度是无法减小的。举例来说，假如电流表和电压表都是0.5级，被测电流和电压都是接近电表量程的二分之一，仅由于电表精确度等级限制带来的测量误差便能够到达1.5%。

  用电桥法测电阻，本质是把被测电阻与规范电阻相比拟，以确定其值。由于电阻的制造可以到达很高的精度，所以电桥法测电阻可以到达很高的准确度。

  电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥。惠斯登电桥是直流电桥中的单臂电桥；双臂电桥又称为开尔文电桥(Kelvin Bridge)，适用于测量低电阻（10-6—10W）。由于电桥测量法比拟灵敏、准确、运用方便，它已被普遍地使用于电工技术和非电量的电测法等方面。

  

来源：飞机E族，原载地址：http://www.feijizu.com/news/20190627/102136.html欢迎分享本文！