Таблица 3—3 Формат выходного сообщения

Основная команда, используемая в этом эксперименте, – это непрерывный вывод необработанных данных. Она использует команду AHRS0 и использует MID=0x80 сообщения непрерывного вывода. Структура отправленного сообщения протокола показана в Таблице 3—4.

Таблица 3—4 Команда AHRS0 – структура сообщения режима вывода полных данных (исходные данные)

3.4. Протокол связи двухосного контроллера поворотного стола. Сообщения двухосного контроллера поворотного стола содержат определенные значения команд и длины данных, такие как сообщения измерительного блока.

Формат входного сообщения показан в Таблице 3—5.

Таблица 3—5 Формат входного сообщения контроллера

Протокол связи, использованный в этом эксперименте, использует сообщение о настройке поворота и сообщение о настройке скорости двухосного контроллера электрического проигрывателя. Структура протокола связи показана в Таблицах 3—6 и Таблице 3—7 соответственно.

Таблица 3—6 Формат входного сообщения установки скорости

Таблица 3—7 Формат входного сообщения настройки поворота

4. Расчет и фильтрация отношения.

4.1. Метод решения угла наклона. Угол ориентации также называется углом Эйлера, который отражает угол поворота между координатами носителя и географическими координатами. Путем расчета угла ориентации можно описать ориентацию системы. Данные, собранные в этом исследовании, представляли собой чип MPU6050 инерциальной навигационной платформы, поэтому он использовался в качестве носителя, а магнитное поле Земли использовалось в качестве опорной координаты. Система координат, определенная MPU6050, показана на Рисунке 4—1, а географическая система координат показана на Рисунке 4—2.

4.1. Метод решения угла наклона. Угол ориентации также называется углом Эйлера, который отражает угол поворота между координатами носителя и географическими координатами. Путем расчета угла ориентации можно описать ориентацию системы. Данные, собранные в этом исследовании, представляли собой чип MPU6050 инерциальной навигационной платформы, поэтому он использовался в качестве носителя, а магнитное поле Земли использовалось в качестве опорной координаты. Система координат, определенная MPU6050, показана на Рисунке 4—1, а географическая система координат показана на Рисунке 4—2.

Рисунок 4—1 Географическая справочная система координат

Рисунок 4—2 Система координат чипа MPU6050

Система координат, заданная MPU, используется в качестве системы координат объекта и географической координаты, полученной по этой формуле. Затем выровняйте чип, примите внутренний центр за начало координат, отметьте горизонтальное направление вправо как ось, отметьте направление прямо как ось, отметьте вертикальное направление как ось и создайте прямоугольную систему координат.

В настоящее время существует шесть распространенных методов расчета угла поворота, а именно метод вращения эквивалентного вектора, метод кватернионов, метод параметра Rodrigues, метод тригонометрической функции, метод направленного косинуса и метод угла Эйлера. Метод кватернионов является основным методом, используемым в этом эксперименте. Его также называют методом четырех параметров, потому что он требует решения четырех дифференциальных уравнений. Его основными преимуществами являются небольшой объем расчетных данных, высокая точность и отсутствие особенностей.

Метод кватернионов может описывать информацию о вращении трехмерного пространства объекта, то есть он может вычислять информацию о координатах вращения системы координат объекта относительно опорной системы координат. Трансформацию положения между двумя осями координат можно получить, выполнив три последовательных вращения вокруг осей координат разных систем координат. Процесс решения вращения заключается в следующем.