双RTK测向什么时候用?怎么用?

百科   2024-11-25 14:54   北京  
一、双RTK测向什么时候用?
无人机在电站、码头、矿场等场景执行任务时,指南针时常会受到外界磁干扰或无人机自身的电磁干扰;此时,为保证无人机正常高效作业,可以通过双RTK测向定位计算出偏航信息,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,十分适合复杂多变的磁场环境场景。

二、双RTK测向的工作原理
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真北方向的夹角(逆时针);从而获得当前航向。

三、基于雷迅X7飞控,双RTK测向怎么用?
硬件使用:两个C-RTK 9Ps天空端
固件:Copter 4.0.4及以上版本,Plane 4.0.6及更高版本,Rover 4.1.0或更高版本
1.硬件设置
首先将两个RTK 9Ps分别连接至GPS口和UART4端口,两个模块之间安装距离并无要求,但两个天线之间的水平距离须大于30cm
2.地面站设置
-连接地面站,进入全部参数列表;
-设置SERIAL_PROTOCOL=5(UART4的串口协议为GPS);
-设置GPS_TYPE=17;
-设置GPS_TYPE2=18;
-根据下图设置X、Y、Z的偏移量,将天线安装于Y轴,保持相距39cm,因此设置Y轴偏移0.195m与-0.195m;
-设置GPS_AUTO_SWITCH=1;
-设置AHRS_EKF_TYPE=3;
-设置EK2_ENABLE=0(禁用EKF2);
-设置EK3_ENABLE=1(启用EKF3);
-设置EK3_MAG_CAL=3(0为固定翼,3为多旋翼,2为车或船)。如是4.0固件,则EK3_MAG_CAL设置为5(使用外部偏航传感器);如使用4.1或更高版本,还需设置EK3_SRC_YAW=2或3(2为仅使用双天线测向,3为双天线测向失效后自动切换使用罗盘数据)。
3.测向检验
参数设置完毕,写入参数并重启飞控,再次连接飞机,进入消息窗口后可以看到EK3 IMU YAW Aligned的信息,如图所示,表明两个RTK已开始正常工作,即双RTK测向成功生效。
如地面站检查航向与实际相反,则需调换两个RTK的接线或者交换GPS_POS1与GPS_POS2的偏移数值。此时定位精度仍为单点RTK定位,如需更精确的定位,需要在地面架设地面端以获得厘米级定位。
四、基于雷迅Nora飞控,双RTK测向怎么用?

1.硬件组成:C-RTK 9P*2、多星多频天线*2、天线支架*2、飞行平台*1(飞控运行Ardupilot AC4.04/AP4.06及以上版本固件)。

2.硬件连接:

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。

3.参数配置

假设第二个GPS连接到串口4,则:SERIAL4_PROTOCOL = 5(“ GPS”)

GPS_TYPE = 17(“ 移动基站”)

GPS_TYPE2 = 18(“流动站”)

设置GPS的GPS_POS1_X/Y/Z和GPS_POS2_X/Y/Z参数

AHRS_EKF_TYPE = 3(使用EKF3)

EK2_ENABLE = 0(禁用EKF2)

EK3_ENABLE = 1(启用EKF3)

EK3_MAG_CAL = 5(“使用外部偏航传感器”)或6(“具有指南针备份的外部偏航传感器”)

GPS_AUTO_SWITCH = 1

4.其它配置:

为了分辨GPS测向有没起作用了,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

5.测试验证

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与实际地磁方向是否匹配(可以使用手机指南针)。旋转载具,并且保证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。

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%。

五、双天线测向RTK无人车测试

双天线测向的自动巡航无人车测试

针对磁罗盘的这个器件的不稳定,容易受到硬磁和软磁干扰,我们在Rover这个无人车固件上用诺瓦泰617D双天线测向板卡,输出的航向信息,替换了原有的磁罗盘的航向信息;这样一来不需要对磁罗盘进行繁琐的校准,其二完全避免了硬磁和软磁干扰,在一定程度上提升了系统的稳定性。其实在无人机上也可以替换,无人机在高空,航向信息更好些。

这套无人车系统包含:1.千寻的RTK厘米级定位;2.室外激光雷达避障(基于VFH避障策略VFH的全称是Vector Field Histogram,即向量区间柱图法);3.双天线测向替换磁罗盘测向;4.基于EKF的姿态和位置估计;5.有完整的ROS接口和MAVLINK接口。只需要传输期望的速度或者期望的位置,这个无人车底盘就可以执行避障等比较复杂的指令。


来源:CUAV雷迅创新科技、阿木实验室等。

雨飞工作室
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