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原创 Science Robotics 2017-2023年封面论文研究总览
研究了远程操作和虚拟现实体验中的参与者,发现增强的触觉反馈与其他感官线索不一致可能会降低主观真实感,产生触觉的恐怖谷。随着体验超越纯粹的视觉显示并整合来自多种感官(包括触觉和听觉)的更丰富的反馈,不匹配变得可能,并可能破坏触觉渲染的“改进”。该方法和设计的有效性通过一个系统得到了证明,该系统能够以接近人类的方式播放代表多种风格的三首不同音乐片段的节选。开发了异步编码电子皮肤(ACES)系统,该系统模仿生物动作电位和机械感受器,将热触觉信息从电子皮肤中的传感器传输到单个导体,无需复杂的接线或信号延迟。
2024-02-02 09:43:55 929
原创 纯电动汽车/飞机动力电池系统解析
如图16所示,先看均衡前,某个模块已达到放电终止电压(下限保护电压),其他模块还有一定的电量,这时不能继续放电;(1)慢充预充电回路,如图20所示:交流充电桩→车载充电机→高压+→预充继电器触点→预充电阻→电池模组→维修开关(内有熔断器)→电池模组→电流传感器→主负继电器触点→高压-→车载充电机→交流充电桩。辅助元器件如图8所示,包括动力电池系统内部的电子电器:主正继电器、预充继电器、预充电阻、主负继电器、高压熔断器、加热继电器、加热熔断器、电流传感器、高压插座、低压插座,还包括密封条、绝缘材料等。
2023-10-13 09:38:42 2401
原创 飞控姿态解算算法解析
这样做的好处是,如果在嵌入式环境下进行大量的调参时,非常繁琐,不方便以及不直观。由于线性模型的关系,在只有一个轴向运动的时候,效果还不错,简单来说,比如一个运动同时包含了两个轴,这时候得到的结果就不准确了,上述的一些跟踪不好的地方就是因为此时yaw有运动,所以计算的结果受到了影响。作为状态估计常用的算法,卡尔曼滤波的卡尔曼增益是动态调整的,所以这一点比固定权重的线性互补滤波要好,此外要注意的是卡尔曼的效果好坏与所选用的状态变量,建立的模型有很大关系,不可一概而论卡尔曼就一定很好,具体情况具体分析。
2023-09-25 09:30:46 473 1
原创 电动垂直起降飞行器的发展现状
本文介绍了近5年来世界范围内主要的在研电动垂直起降飞行器项目,从飞行器布局形式、总体设计参数、推进系统类型、飞行控制等级等方面进行了归纳和总结,分析了不同构型下相应电动垂直起降飞行器的主要特点,辨识了电动垂直起降飞行器作为一类特殊飞行器在产品实现过程中涵盖的主要关键技术,提出了电动垂直起降飞行器未来的发展路线,并指出了其商业化发展所面临的主要挑战。(3)升力与巡航复合型(Lift+Cruise)eVTOL 飞行器融合了固定翼和旋翼飞行器的特征,机翼的设计有利于提升航程,旋翼则便于实现垂直起降。
2023-09-14 12:34:48 609
原创 eVTOL航空器适航之路
电动垂直起降航空器是民航领域的关注热点。特殊适航证的申请条件和限制条件处于标准适航证和实验类适航证之间,其申请虽然仍需航空器取得型号设计批准,但适用的航空器类别在取得设计批准时所需满足的适航技术要求低于适用于标准适航证的航空器;与适用于标准适航证的航空器相比,适用于特殊适航证的各类航空器在设计批准方面的最大特点是没有相对应的适航技术规章,因此,在申请设计批准时,适用于特殊适航证的各类航空器除需满足已有适航技术规章中的适用要求及局方确认使用的其他适航要求外,还需满足对应的其他条件,具体如表2 所示。
2023-09-13 10:37:26 291
原创 PX4飞控软件组成
PX4中间件运行于操作系统之上,提供设备驱动和一个微对象请求代理(micro object request broker,uORB)用于驾驶仪上运行的单个任务之间的异步通信。飞行控制栈可以使用PX4的控制软件栈,也可以使用其他的控制软件,如APM:Plane、APM:Copter,但必须运行于PX4中间件之上。PX4自动驾驶仪软件可分为三大部分:实时操作系统、中间件和飞行控制栈。根据飞行器当前飞行状态和接收的用户命令,决定工作模式和飞行任务。根据期望与当前的位置和姿态控制飞行状态以达到期望位置和姿态。
2023-08-29 17:15:00 132
原创 PX4加速度计传感器校准原理
理想情况下,传感器的读数与实际物理量相同,但由于一些随机因素的影响,传感器测量到的数据与实际数据存在偏差,且偏差不停变化。偏差大体分为两种,零位偏差和标度偏差。对于一个传感器来说,实际物理量=K*传感器度数+B。理想状态下,K=1,B=0,但是实际中K与B的值会不停的随机变化,K的改变引起的偏差叫标度偏差,B的改变引起的偏差叫零位偏差。传感器校准,就是通过对已知物理量的测量,求出K与B的值,并将这两个值传入传感器驱动,使得传感器驱动可以解算出准确的物理量。
2023-08-15 15:00:12 425
原创 飞控的安全性设计
另外,会采集两套传感器数据,选择数据质量最好的那个使用,更有甚者,还有说两套传感器的采样率不一样,然后能融合出很好的数据,等到自己看代码的时候发现就是鬼扯。首先,主从芯片是各有用途,F4主芯片负责飞控系统的主要功能,F1从芯片主要是负责遥控器输入读取和PWM输出功能,此外,当时的固件并没有用到两套传感器数据,默认使用mpu6050。主要是飞行前,读取传感器数据时,会比较两者之间的误差,如果误差太大,认为有故障,这部分以前是没有的,也算是充分利用了双传感器冗余数据,后面还会讲一下双冗余的问题。
2023-06-28 16:41:22 232
原创 现代民机“飞行管理系统(FMS)”的功能和组成
包括飞行区域的机场信息(机场位置/标高、跑道方位/长度等)、航路信息(航路类型、高度、航向、航段距离、航路点说明等)、导航台(位置、频率、标高等)、终端区域程序(转弯、等待、复飞、进近)等。现代民机飞行管理系统,可对飞行计划进行管理,对飞行时间、飞行距离、飞行速度、飞行高度、经济剖面、飞行航迹等进行预测,使飞机实现全自动导航,并以最佳飞行路径、最佳飞行剖面和最省油的方式飞行。FMS 的概念有广义和狭义之分。计算飞行计划每个航路点的实际轨迹数据,主要包括航段间过渡、转弯速度、转弯半径、完整水平轨迹的建立等。
2023-06-26 12:39:01 1317
原创 F-35飞控系统详解
INDI是NDI的变体,所谓增量就是在很短的时间间隔内实现控制律的更新,在此期间忽略系统高阶非线性影响,只考虑直接控制输入的影响(通过测量或估计加速度和角加速度信号),然后将增量输出累加到已有控制输出中。取而代之的是深度的参与到飞机的气动,与操稳工程师密切合作来开发机载模型,这成为飞控控制律的一个组成部分。在高度增强型战斗机的飞行员中,有一个普遍持有的认知是,为防止偏离而引入的控制律功能(最典型的是攻角AOA和滚转roll/偏航yaw角速率限幅器)是不必要的干预,阻止了飞行员发挥飞机最大机动性。
2023-06-26 11:26:00 1301
原创 民用飞机飞控系统传感器故障诊断研究综述
针对控制系统中可能出现的多故障情况,LU等同时考虑了作动器故障和传感器故障,针对航姿参考系统和ADS故障,设计了包含故障诊断系统和重构系统的飞行容错控制系统,这种设计打破了传感器故障诊断以作动器正确运动为前提的假设,为系统赋予更强的鲁棒性;本文基于该技术综述了飞机飞控系统传感器故障诊断技术的国内外研究现状,首先介绍了典型传感器故障模式,给出了文献综述的总体情况,其次分别阐述了近年来基于模型方法和基于信息方法在相关领域内的研究与应用情况,最后简明分析了传感器故障诊断当前面临的挑战和未来的发展方向。
2023-06-26 11:14:34 598
原创 面向适航符合性的智能航电系统认证研究进展
2021年,C.Urban等回顾了形式化方法在航空机载软件领域的应用情况,对迄今为止面向ML开发的形式化方法进行了全面而详细的介绍,包括可满足模理论(Satisfiability Modulo Theories,简称SMT)、优化和抽象解释技术等,讨论了支持向量机和决策树的集成方法以及模型训练和数据准备的方法,并对AI/ML系统形式化验证的未来研究方向进行了展望。基于AI/ML产品生命周期各个阶段,紧扣基本认证框架与关键技术,提出了适用于智能航电系统的符合性验证要求及需要考虑的注意事项,如表4所示。
2023-06-26 11:09:59 703
原创 PX4之commander详解
调度的作用主要设置控制系统运行的变量和模式,以使控制系统按照用户期望的模式运行,实现不同的控制功能。这里引用的是PX4略早期的一个版本,不同版本的PX4处理流程略有不同,整体框架大致上应该是一样的。6 飞行检查(flight check),主要检查传感器(加速度计、陀螺仪、气压计等)的状态,设置对应的标志位(flag)1 参数更新(param update),检查已有的参数更新,如有更新则进行相应的处理。30 播放音调(play tunes),根据状态、发生的事件播放对应的音调。
2023-06-01 14:29:47 934
原创 PX4之飞行控制框架
PX4的飞行控制程序通过模块来实现,与飞控相关的模块主要有commander,navigator,pos_control,att_control。
2023-02-21 15:05:57 1678
原创 PX4之代码结构
PX4开源飞控是目前主流的开源飞控项目,被很多公司作为飞控开发的参考。也广泛被用于现在流行的evtol验证机的飞控,进行初步的飞行验证。可能大多数AAM以及UAM都离不开PX4。
2023-02-21 11:13:08 831
原创 零基础入门无人机--无人机姿态--2
四旋翼在其四个轴臂上四个桨的高速转动作用下,会受到四个桨的拉力,拉力方向与机身垂直,当四个桨产生的拉力总和大于机身重力时,飞机处于上升状态;当总拉力小于机身重力时,飞机处于下降状态;当总拉力等于机身重力时,飞机处于悬停状态。拉力大于重力和拉力小于重力时上升或下降。当然,飞机的运动方式没有这样简单,在实际飞行过程中飞机可能会受各种不同因素的共同作用成产生6个自由度的运动组合。为了掌握飞机的基本运动规律,我们先来了解一下飞机的三个基本姿态:横滚roll、俯仰pitch、偏航yaw。下图为这三个基本姿态的
2022-03-28 12:22:54 2781
原创 零基础入门无人机--无人机概述--1
1.飞机种类:飞机大致分为三类:固定翼、直升机以及多旋翼。固定翼:固定翼依靠推进系统(涡喷、涡扇、涡桨)产生前进的动力,从而使飞机快速前行。当飞机获得了前进的速度后,由气流的作用到飞机的翼展上(伯努利原理)产生上升的拉力,当拉力大于机身重力时,飞机处于上升飞行状态。固定翼飞的左右(横滚)平衡依靠左右主机翼的掠角大小来调节,前后(俯仰)平衡依靠尾舵的掠角来调节,方向(航向)依靠垂向尾舵来调节,当然,固定翼飞机的航向通常是靠横滚和俯仰组合动作来完成。优点:续航时间长,速度快。缺点:需要跑道,不能
2022-03-25 11:22:39 3091
原创 python Axes3D 三维动态折线图画法
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Dimport randomimport matplotlib as mplfrom matplotlib import cmfrom mpl_toolkits.mplot3d import axes3dfrom mpl_toolkits.mplot3d.art3d import Poly3DCollection,Lin.
2022-03-08 15:32:32 3671
原创 mavlink增加自定义消息
mavlink作为PX4以及APM两大开源飞控的通讯协议,应用非常广泛。在进行开源飞控二次开发时,增加自定义消息非常普遍。比如在offboard模式下,将视觉避障信息或者雷达信息发送给飞控,这时候就需要在mavlink中自定义一些消息了。创建一个自定义MAVLink消息 在/msg文件夹下面添加ca_trajectory.msg,添加内容如下 1 2 3 4 5 6 uint64_t time_start_use
2022-02-21 15:09:52 1763
原创 PX4 Offboard Control Using MAVROS on ROS
pixhaw4飞控作为一款开源且流行的飞控,在其硬件版本上可以支持APM固件与PX4原生固件。本本针对与PX4原生固件进行介绍。PX4中的offboard模式能够接受来自外部的控制指令,搭配机载或支持MAVROS的协同计算机(如tx1,tx2,树莓派,dji妙算等等),可在PX4飞控平台上加入视觉处理或人工智能,以实现无人机自动控制功能。...
2021-09-02 17:26:44 407
原创 Python tkinter 打开本地图片进行矩形框标注
经常会遇到json报文中有图片URL,以及ROI的坐标x、y、w、h,然后需要验证下这个框在图片的什么位置,一般时候只能根据坐标值定性目测下。最近用tkinter写了个打开本地图片并且将rect的坐标值标注在图片上的工具,这样就可以实现定量的分析了。Python需要的第三方库有:pillow,opencv。至于tkinter的那些基本知识,我就不提了。直接上代码吧。from ...
2019-11-21 00:08:33 2378
原创 基于labview的姿态测量系统上位机界面编写
当时学习VB是为了写个上位机去控制LED亮灭,相信大家学习51,stm32都是从流水灯开始的,就像那句“hello world”一样经典。后来学习了LABVIEW,决定用它写个界面。当时主要是想用LABVIEW写个3d姿态显示界面。不过姿态测量决定用MPU6050+HMC5883,用软解的方式,看了一些姿态解算的文章,有互补滤波,卡尔曼,梯度下降等。笔者决定用互补滤波法进行姿态解算。姿态解算之前,
2017-03-15 23:39:29 14741 7
原创 MPU6050+HMC5883+BMP180+GPS导航系统设计
老师有个项目,让我搞惯导这一块,虽然最后也没用廉价的MPU6050,而是用了一两万的Xsens。但是本人还是想写一下MPU6050,虽然技术含量不高,但是写下来,做个纪念吧。
2017-03-13 11:46:17 5616 4
空空如也
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