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静态压力生成

气流流经封闭式飞行器时,可能会导致机舱/机身内部的静态压力发生变化。根据机身孔洞/缝隙的位置不同,最终可能出现负压或正压(类似于机翼的情况)。

压力变化会影响气压计的测量结果,进而导致高度估计不准确。这可能表现为飞行器在高度模式位置模式任务模式下停止移动时高度下降(飞行器停止移动时,静态压力降低,传感器报告的高度升高,飞行器就会通过下降来进行补偿)。这个问题在多旋翼飞行器上尤为明显,因为固定翼飞行器飞行时的空速更为恒定(而空速的变化才是关键影响因素)。

一种解决方法是使用填充泡沫的通风孔,尽可能减少压力积聚,然后尝试进行动态校准,以消除任何残留影响。

TIP

在“解决”该问题之前,首先应检查Z轴设定点是否跟踪估计高度(以验证不存在控制器问题)。

INFO

虽然可以在高度估计中不使用气压计(即仅使用GPS测量的高度),但并不推荐这样做。在许多环境中,尤其是在存在建筑物信号反射的城市环境中,GPS的精度较低。

气流分析

你可以通过钻孔或用泡沫填充的方式对机身进行改造。

分析这些改变所产生影响的一种方法是,将无人机安装在汽车上,在相对平坦的路面上行驶,使机身暴露在空气/风中。通过查看地面站,你可以评估运动引起的静态压力变化对测量高度的影响(以路面作为“真实高度参考”)。

这个过程无需消耗无人机电池,就能快速进行迭代:改造无人机、行驶并查看结果、重复上述步骤!

TIP

在尝试以下基于软件的校准之前,目标是使最大水平速度下气压计测量的高度下降小于2米。

动态校准

对硬件进行改造后,你可以使用EKF2_PCOEF_*参数,根据相对空气速度来调整对气压计变化的预期。更多信息请参阅ECL/EKF概述与调参 > 静态压力位置误差校正

INFO

如果静态压力导致的误差与速度之间的关系呈线性变化,这种方法效果良好。如果飞行器的空气动力学模型较为复杂,效果可能会欠佳。