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、位置模式或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。