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四元数的主要应用 姿态控制 四元数

2021-03-09知识5

如何通俗地解释欧拉角?之后为何要引入四元数? 最近在学习人体工学自由度的问题,里面需要理解欧拉角和四元数相关的概念,但是对于这些没有接触的数学知…

飞行控制的主要问题是什么,制导系统与姿态控制系统的区别在哪,

四元数叉乘的几何意义? 两个向量叉乘结果表示垂直于两个向量所在的平面的一个向量。四元数表示绕某个轴按某个角度的一个旋转,那…

机器人阻抗控制机器人末端的姿态偏离用什么来表示表示,欧拉角还是四元数? 实名反对@Luciano@Luciano 的答案,手机敲的不好打公式回头补上。计算姿态偏差的确是个比较麻烦的事情,…

自己写四轴飞控难度有多大?是个可完成的任务吗? 记得知乎有人说应该关掉微信朋友圈,你看到的都是是别人愿意让你看到的一面,你的新闻和社交APP就是你眼界的围栏,https:// zhuanlan.zhihu.com/p/25 564046。而我想说的,。

陀螺仪和加速度计的读数和四元数怎么建立关系 四元数:一种姿态表示方法,包含四个元素,[q0,q1,q2,q3]。其中物理意义是,q0钢体旋转的角度二分之一的余弦,[q1,q2,q3]刚体的旋转轴。具体请参见其它资料陀螺仪:一种传感器,测量旋转角速度加速度计:一种传感器,测量重力矢量(虽然它可以测量加速度,但在姿态测量中,它是为了获取重力的方向)其它:刚体的状态需要6个参数来完全确定,分别是位置和旋转(姿态)的3个独立正交的物理量,所以测量姿态需要3个轴的陀螺仪。陀螺仪测量的是角速度,它与姿态存在的是微分关系,可以使用一阶龙格库塔法更新四元数,即姿态。但是微分方程是有通解和特解问题的,即使用陀螺仪积分四元数有初始状态C的问题。此外离散积分(求和)还有统计上的问题,设陀螺仪的测量方差为0.001,那么两次采样后的方差将是0.002。所以只要陀螺仪存在噪声,由它积分后得到的姿态的方差一定是随时间发散的,如何避免解决呢?方法是通过对姿态进行直接测量(这也是多传感器组合测量物理量的基本方法),确定初始状态,同时由于直接测量的统计期望的方差是极小的,用它来稳定陀螺仪的积分带来的方差增长(方法由互补滤波,卡尔曼滤波等,我也只会这两种,第一种简单快速有效,第二种精确理想)。

四元数的主要应用 四元数既代表一个转动,又可作为变幻算子,一身二任。它不仅具有其他定位参数的综合优点,比如方程无奇性,线性程度高,计算误差小,乘法可交换等许多优点,而且由于其表达形式的多样性,他还具有其他变换算法的综合功能,比如矢量算法、复数算法、指数算法、矩阵算法、对偶数算法等。因而它在陀螺实用理论、捷联式惯性导航、机器与结构、机器人技术、多体系统力学、人造航空器姿态控制等领域中的应用越来越广。四元数已成功地应用于位姿计算和变换,并不断用来解决运动学和动力学的分析与控制问题;用四元数作为控制信号,不仅容易得到刚体角运动的稳定控制,而且在许多情形下都能得到十分接近于最佳的控制。目前,四元数的应用领域已从单个刚体扩展至多刚体系统,并正在向柔性多提系统逐渐渗透,涉及现代科技中许多重要领域。摘抄自《四元数方法及其应用》。

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