Lagebestimmung

Roll Pitch Yaw Winkel

Die Orientierung eines Objekts im 3-dimensionalen Raum lässt sich durch drei Winkel angeben, die jeweils die Drehung um eine von drei orthogonalen Achsen angeben.

Roll

bezeichnet den Winkel des Rollens um die x-Achse

Pitch

bezeichnet den Winkel des Nickens um die y-Achse

Yaw

bezeichnet den Winkel des Gierens um die z-Achse

Siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Roll-Pitch-Yaw-Winkel

Koordinatensystem

Bei einem Flugzeug werden die x, y und z Achse durch den Schwerpunkt der Flugzeugs gelegt. Im allgemeinen bedeutet das, dass die x-Achse durch die Längsachse des Flugzeugs führt, die y-Achse durch die Flügel und die z-Achse verläuft senkrecht durch den Schnittpunkt von x- und y-Achse.

Für die Lagebestimmung werden Winkel und evtl. auch Winkelgeschwindigkeiten für Drehungen um diese Achsen angegeben. Die Gesamtlage des Flugzeugs ergibt sich aus einer Überlagerung der drei Winkel bzw. Winkelgeschwindigkeiten.

Für die Angabe eines Winkels braucht man einen Bezugspunkt oder Nullwert. Für x- und y-Achse bietet sich ein Nullwert an, bei dem beide Achsen parallel zu Erdoberfläche stehen. Für die z-Achse kann als 0-Wert die Startorientierung des Flugzeugs angenommen werden.

Bestimmung der Roll Pitch Yaw Winkel mit Beschleunigungssensoren

Wir nehmen an, dass Flugzeug befindet sich im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung, d.h. es wirkten keine Beschleunigungskräfte auf das Flugzeug (Beschleunigung in Richtung der Achsen oder Zentrifugalkräfte) ausser der Erdbeschleunigung. Roll Pitch Yaw Winkel eines Flugzeugs lassen sich in diesem Fall mit Hilfe von drei Beschleunigungssensoren ermitteln wobei der Gravitationsvektor als Referenz dient. Der Messwert des Sensors wird als Spannung ausgegeben. Die Spannung des Sensors ist somit proportional zum Winkel des Sensors in Relation zum Gravitationsvektor.

Siehe auch http://www.smerobot.org/08_scientific_papers/papers/Thesis_Marc_Holzaepfel_2006.pdf

Links

http://de.wikipedia.org/wiki/Roll-Pitch-Yaw-Winkel

http://www.answers.com/topic/flight-controls

http://www.answers.com/topic/pitch-yaw-roll

http://www.bmfa.org/faq/flight_controls.htm

http://buchholz.hs-bremen.de/rtf/skript/skript10.pdf

http://www.smerobot.org/08_scientific_papers/papers/Thesis_Marc_Holzaepfel_2006.pdf Orientierungsbestimmung mit Beschleunigunssensoren