四轴飞行器姿态解算的研究

四轴飞行器姿态解算的研究摘要随着无人机技术的快速发展和广泛应用，四轴飞行器已成为重要的研究领域。本文介绍了四轴飞行器姿态解算方法的研究，包括传统的欧拉角法、四元数法和坐标转换法等。通过比较各种方法的优

四轴飞行器姿态解算的研究 摘要 随着无人机技术的快速发展和广泛应用，四轴飞行器已成为重要的 研究领域。本文介绍了四轴飞行器姿态解算方法的研究，包括传统的欧 拉角法、四元数法和坐标转换法等。通过比较各种方法的优缺点，提出 了一种基于基于四元数法的姿态解算方法。在此基础上，结合实验数据 模拟了四轴飞行器的姿态解算过程，结果表明该方法能够有效解决姿态 解算的稳定性和精度问题。 关键词：四轴飞行器，姿态解算，欧拉角，四元数，坐标转换 1. 引言 四轴飞行器是一种基于电子控制系统的无人机，可以进行多种任 务，如搜救、拍照、巡逻等。在四轴飞行器的飞行过程中，姿态解算是 必不可少的过程，用于确定飞行器的方向和位置。传统的欧拉角法虽然 比较简单，但存在万向锁等问题。随着四轴飞行器应用领域的拓展，四 元数法和坐标转换法等新的姿态解算方法也得到了广泛的研究和应用。 本文将介绍各种姿态解算方法的原理和应用，分析其优缺点，并提出一 种新的基于四元数法的姿态解算方法。 2. 姿态解算方法 2.1 欧拉角法 欧拉角法是最常用的姿态解算方法之一，将飞行器的姿态表示为三 XrollY 个旋转角度。其旋转顺序可以为绕轴转动（滚动角）、绕轴转动 pitchZyaw （俯仰角）和绕轴转动（偏航角），也可以为其他不同的顺 序。 欧拉角法虽然简单，但存在着问题，如万向锁问题，即当俯仰角为 90 度时，偏航角和滚动角变得相同，导致飞行器姿态的不可确定性。