腾盛科技iTS3 AHRS多旋翼试飞报告

1、简介

http://www.tsenav.com/index/index/product_detail/id/11.html

iTS-3是高性能系列，其使用高性能陀螺仪、加速度计和高性能磁力计自主搭建；惯性传感器经过转台精密标定，磁力计经过软铁和硬铁补偿以及地磁倾角和地磁偏角补偿。同时iTS-3的传感器融合算法是专门定制的，提供高动态、高抗干扰性能的水平姿态、真北航向信息。iTS-3性能优于国外最好的同类产品（Xsens MTi-300、SBG）。

2024年9月5号进行了腾盛科技iTS-3 AHRS在多旋翼无人机上的试飞，飞了5趟。本文档介绍了iTS-3 AHRS航向与双天线航向对比情况。

第1趟:飞直线，再直线飞回，iTS-3 AHRS航向与双天线一致性很好，平均误差2度；这组明显很好，没拿数据作图。

第2趟:飞回字，与双天线航向一致性都很好；

第3趟:飞回字，与双天线航向一致性都很好；

第4趟：飞回字， iTS-3 AHRS航向与双天线航向一致性很好;

第5趟: 飞回字， iTS-3 AHRS航向与双天线航向一致性很好;

1.1 试飞数据说明

腾盛科技iTS-3数据由一个独立数据记录仪采集，以固定频率采集保存。双天线结果在上位机地面站软件中，速率低，也做不到不丢数记录。iTS-3以固定间隔5ms(200Hz)输出数据;双天线航向频率较低，对比时iTS AHRS结果做了抽取。

由于双天线结果地面站的保存间隔(速率)不固定。而腾盛科技iTS-3是200Hz固定输出，所以在对比的时候数据总是存在稍许超前或滞后。

1.2 数据时间对齐说明

地面站接收的低速双天线航向数据line1，与数据记录仪记录的200hz ahrs数据line2。记录时间不是精准同步，频率也不一样，你需要找到两个数据的共同起点，做时间平移。同时要找出时间增量比例关系。不能用line2/line1这个时间比例画出来。

由于iTS-3与双天线频率不同，之前对齐采用整体采样数据比值line2/line1来对iTS-3结果抽取。这种做法不够合理，应该卡一段运动过程，不管频率如何，两个测量的是同一个运动，你找到对应的同一个运动段，计算两者的cntgps和cntahrs,就可以得到一个gps对应多少ahrs数据，这样就可以画到一起了。对iTS-3的时间计数增量cntahrs与双天线时间计数增量cntgps的比值来决定iTS-3抽取数。简单来数就是数航向曲线对应两个峰之间的计数增量，求比值，这样做的曲线一起画出来，时间对齐的就好多。对齐做了好，可以更好的计算误差，也更准确。

                                                                                                                                                图1、iTS-3与双天线抽取比例确定方法

从多组数据来看，大约75个iTS-3数据(75*0.005s=0.375s)对应一个双天线数据,可见收到的双天线数据频率大约为2.67Hz。

2、 结果对比

2.1、 第1趟航向角对比

由于直飞来、直飞去，比较简单，航向与双天线航向契合度比较高，在2度的样子。

2.2、 第2趟航向角对比

                                                                                                                                图 2、iTS-3与双天线航向角对比

                从总体对比可以看出iTS-3航向与双天线一致性很好，航向误差均值为1度。

2.3、 第3趟航向角对比

                                                                                                                                                        图3、iTS-3与双天线航向角对比

                可以看出iTS-3航向与双天线一致性很好，航向误差均值为2.37度。最后红圈里面的误差大一点，是因为无人机降落时倾倒，双天线本身出现了问题。

2.4、 第4趟航向角对比

                                                                                                                                            图4、iTS-3与双天线航向角对比

这一组航向误差均值为1.88度

2.5、 第5趟航向角对比

                                                                                                                                                    图5、iTS-3与双天线航向角对比

这一组航向误差均值为1.43度

3、对比结论

iTS-3航姿在平飞时航向数据稳定，没有毛刺；在转弯时可以给出准确实时的跟踪，没有超调现象。航向结果与双天线GPS航向一致，误差不大，数值见上表。

4、补充说明1、根据这些测试结果，后面可以进一步提升在多旋翼上的性能； 2、实现了免扣陀螺仪零偏功能，即可以动态中启动，适合多旋翼，水下机器人，拖曳式声纳等场景。