無人機知識——入門到精通之三

[復制鏈接]

本人無人駕駛

電梯直達

1^#

發表于 2016-7-5 16:41:17 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

飛行控制器（飛控）是飛行器的大腦。它從接收器接受信號，并把信號傳輸給電調告訴它如何飛行，其中最困難的在于如何保持飛行器飛行的穩定性。為了保持穩定性，就需要各種各樣的傳感器來監測飛機實時的飛行姿態和飛行位置。

下面的關鍵詞是“自由度”（DEGREES OF FREEDOM——DOF）。

3DOF

三軸加速度計或陀螺儀監測運動或旋轉中的變化。

6DOF

三軸加速度計和陀螺儀的組合允許精確測量直升機方向的變化。多軸飛行器保持穩定飛行姿態至少需要6自由度。

9DOF

增加了了兩個加速度計和一個定位傳感器指南針(磁強計)，用于確定多軸飛信器的方向。

10DOF

始終保持至少一個備用的傳感器是一個良好的習慣，大部分人將這多余的一個傳感器制作成氣壓計用來測量大氣壓強，但是也有人將它作為超聲波測距儀來監測模型到地面的距離。

11DOF

最后一個傳感器用來安裝GPS模塊，用來監測模型的絕對位置。

簡易廉價的飛控通常只支持6自由度，因為某些功能可以不通過飛控而采用外部模塊單獨實現。

對于一個完整的飛控來說，它應該具備著強大的軟件支持，并且提供多種附加功能，以支持很多不同的飛行模式。例如利用Arduino開發的Ardupilot Mega（APM）就支持以下的功能：

手控

直接將發射器的信號傳送到飛行器。當你把操縱桿放開的時候，飛機將會按照你所指定的方向繼續上一姿態的飛行。

自穩

釋放操縱桿之后飛機將會停止原有的飛行模式并懸停在一個穩定的位置。

電傳操縱訓練

某些飛行姿態可以直接通過飛控設定的，而避免了各種機械傳動裝置的復雜性。比如你可以自行設定橫滾、航向和俯仰角度的最大最小值及其變化速率的快慢。

自動飛行

模型可以按照你預先設定好的路徑飛行，當然，你可以手動干預飛行路線。

自動返航（RTL）

飛行器可以按照預設的路線自動返航至起始飛行點并保持在預設高度懸停，這個功能需要GPS支持。

懸停

如果不給飛行器任何的控制信號，那么飛行器將會盡可能保持原有的飛行姿態并保持原有的位置不變。

自動啟動和著陸

或許這是避免墜機的最好方式了。。。

利用一些外部模塊或者采用其他飛控都可以實現更多不同的功能，采用什么飛控和外設取決于你需要什么功能。

飛控都有什么種類？

有很多的飛控可以供玩家選擇，而且它們的特性描述也很好。選擇飛控的最好方式是直接選用那些已經編程后的商業飛控，或者列一個需求的功能清單，請有飛控編程經驗的程序員來對你的飛控進行編程。

目前流行的飛控有：

HobbyKing KK2.1.5, KK2.1 或者更老版本的KK2

這是一款擁有6DOF的十分簡易的飛控，它集成了顯示屏和按鈕，并且允許玩家直接改變所有參數。KK飛控的軟件部分十分簡單，容易上手，并且在航模愛好者中也十分流行，玩家可以給自己的飛控刷不同的固件，以獲取更好的飛行體驗。但是它沒有外部接口，所以不能擴展或者升級更強大的功能。盡管對于當前飛控市場來說這是一個弊端，但是KK飛控對于初學者的重要性仍舊不言而喻。

Naze32

這是一款輕量級32位飛控，對于小型模型來說有著更好的飛行體驗。完整版集成了氣壓計，羅盤，并且能連接到GPS，但是后者仍舊處于試驗階段。Acro Naze沒有這些功能。如果沒有一定的計算機知識和一塊內置顯示屏的話，搞懂這款飛控并不是一件容易的事情。

Mulitiwii

從最基本的6DOF到內置GPS的飛控之間有很多不同的版本，最簡單的Acro板可能十分容易設置但是并不是那么容易組裝，而最高級的內置GPS板可能更需要耐心來設置，但是結果卻不是那么樂觀。所以建議入手的時候一定要選一款合適你自己的，并且最好有人幫你初始化過了。

ArduPilot:APM 2.5 / 2.6 / Pixhawk APM

這是一款開源的飛控，并且已經可以實現很多功能，例如GPS。它有著強大的能力，不光是包括了磁強計、氣壓計、GPS的硬件兼容，更是有著強大的軟件，可以通過計算機編程寫入飛控來進行二次開發。所以這就必然帶來了復雜的設置過程，想對它進行深度開發必須有著巨大的知識儲備和動手能力。這類飛控通常價格較貴，一般都是商業公司才會花大價錢來使用。

HKPilot Mega嬠/b]

被HobbyKing公司按照ArduPilot Mega原型復制的一類便宜的飛控。

OpenPilot CC3D

另一個基于開源的項目。硬件很難操控，因為它不是商業化生產。非常類似于Acro Naze。

DJI Naza

十分受歡迎的一款商業飛控，有著完整的功能列表，并且可以滿足玩家很多需求，方便上手，易于設置，GPS鎖定性好，懸停穩定，價格較貴。

個人認為新手初學的時候應該從簡單做起，例如GPS等等不必要的模塊反而會加重新玩家的負擔。初學建議使用KK飛控，否則將會更加麻煩。