本文的主要工作是提出一种基于多传感器融合技术的导航姿态参考系统,并在嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的调度之下予以实现,该系统可以应用在某型微小型无人直升机上。 微小型无人直升机体积小、重量轻、隐蔽性好、机动性强、易实现悬停和超低空飞行,因此在军用和民用领域都有广泛的应用前景。微小型无人直升机在空中执行任务时需要实时获得在空间的姿态和高度位置信息,用以调整飞行器的空中姿态,纠正飞行路线。因此,研究开发导航姿态参考系统具有十分的意义,在本课题中,选用捷联惯性导航作为导航方案,该方案具有硬件简化、制造成本低、可靠性高、有一定的冗余技术等优点。同时也要看到,捷联惯导方案要解决载体坐标系和平台坐标系两者之间的转换问题,软件算法比较复杂,为了保证系统可靠性,需要采用传感器冗余技术处理采集到的信号。 针对以上问题,本文采用ARM公司的高性能微控制器44B0X作为硬件的总体平台,用磁阻传感器、微机械陀螺仪、加速度计采集载体姿态信息,用温度、压力传感器采集高度信息,所有的软件模块都建立在嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的多任务调度之下,其中,μC/OS-Ⅱ已经被成功的移植到44B0X处理器上。在应用过程中,本文还对μC/OS-Ⅱ的时钟中断模块作一些优化改进。 为了减少环境噪声对传感器信息的影响,提高数据的稳定性,本文用扩展Kalman滤波对冗余的导航传感器姿态信息进行融合,用一般的离散Kalman滤波对高度信息进行优化处理,最终在三轴仿真转台上得到满意的测试结果。