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標(biāo)題: 無(wú)人機(jī)飛行控制很難懂嗎,？ [打印本頁(yè)]
作者: 一言不合 時(shí)間: 2017-4-11 15:22
標(biāo)題: 無(wú)人機(jī)飛行控制很難懂嗎,？
看到一篇不錯(cuò)的關(guān)于無(wú)人機(jī)飛行控制的科普貼,，分享給大家。
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無(wú)人機(jī)作為新興行業(yè),，用戶以小白居多，
那么,，如何從眾多小白中脫穎而出,，化身為老司機(jī)呢？
你只需要跟著小曼魔鬼般的步伐走起來(lái),，今天我們先講最核心的飛控篇,。
掌握這些干貨，足以吹牛裝逼充大神了~
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10年前,，無(wú)人機(jī)行業(yè)考慮的是如何讓飛機(jī)穩(wěn)定飛起來(lái),、飛得更快,、飛得更高。
無(wú)人機(jī)的應(yīng)用也主要是在軍事等神秘領(lǐng)域,。
如今,，隨著芯片、人工智能,、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,，
無(wú)人機(jī)開(kāi)始向智能化、終端化,、集群化的趨勢(shì)發(fā)展,。
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幾年的時(shí)間讓無(wú)人機(jī)從遠(yuǎn)離人們視野的軍事應(yīng)用飛入了尋常百姓家，
更多的小白用戶開(kāi)始接觸到無(wú)人機(jī),，只需要通過(guò)短暫的學(xué)習(xí),，
也可以進(jìn)行穩(wěn)定安全的操作，體驗(yàn)了一把飛行和航拍的樂(lè)趣~
不可否認(rèn),，飛控技術(shù)的發(fā)展是這十年無(wú)人機(jī)變化的最大推手,。
但是，你真的了解飛控是什么嗎,？
下面小曼為你仔細(xì)解讀多軸飛行器的飛控是如何運(yùn)行的,。
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飛控是什么？
飛行控制系統(tǒng)（Flight control system）簡(jiǎn)稱飛控,，
可以看作飛行器的大腦,。多軸飛行器的飛行、懸停,，
姿態(tài)變化等等都是由多種傳感器將飛行器本身的姿態(tài)數(shù)據(jù)傳回飛控,，
再由飛控通過(guò)運(yùn)算和判斷下達(dá)指令，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成動(dòng)作和飛行姿態(tài)調(diào)整,。
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飛控可以理解成無(wú)人機(jī)的CPU系統(tǒng),，是無(wú)人機(jī)的核心部件，
其功能主要是發(fā)送各種指令,，并且處理各部件傳回的數(shù)據(jù),。
類似于人體的大腦，對(duì)身體各個(gè)部位發(fā)送指令,，并且接收各部件傳回的信息,，
運(yùn)算后發(fā)出新的指令。例如,，大腦指揮手去拿一杯水,，手觸碰到杯壁后，
因?yàn)樗珷C而縮回，并且將此信息傳回給大腦,，大腦會(huì)根據(jù)實(shí)際情況重新發(fā)送新的指令,。
/ A( k$ ]4 Q7 W2 J$ Q飛控的主要組成部分
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無(wú)人機(jī)飛控一般包括傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動(dòng)設(shè)備三大部分,，
實(shí)現(xiàn)的功能主要有無(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定和控制,、無(wú)人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。
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傳感器
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多軸無(wú)人機(jī)機(jī)身大量裝配的各種傳感器,，
包括GPS,、氣壓計(jì)、陀螺儀,、指南針以及地磁感應(yīng)等,，
可以采集角速率、姿態(tài),、位置,、加速度、高度和空速等,，是飛控系統(tǒng)的基礎(chǔ),。
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機(jī)載計(jì)算機(jī)
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機(jī)載計(jì)算機(jī)作為無(wú)人機(jī)的CPU，是飛控的中樞系統(tǒng),，
類似于人體大腦的中樞神經(jīng),，負(fù)責(zé)整個(gè)無(wú)人機(jī)姿態(tài)的運(yùn)算和判斷；
同時(shí),，也操控著傳感器和伺服作動(dòng)設(shè)備。
$ w5 g, k9 H7 M; X伺服作動(dòng)設(shè)備
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無(wú)人機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是伺服作動(dòng)設(shè)備,，是導(dǎo)航飛控系統(tǒng)的重要組成部分,。
其主要功能是根據(jù)飛控計(jì)算機(jī)的指令，按規(guī)定執(zhí)行動(dòng)作,。
對(duì)于固定翼無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō),，主要通過(guò)調(diào)整機(jī)翼角度和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行控制,。
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多軸無(wú)人機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括螺旋槳,、電調(diào)和電機(jī)。
多軸無(wú)人機(jī)飛控通過(guò)電調(diào)傳輸?shù)铰菪龢目刂菩盘?hào),，
來(lái)控制電機(jī),，帶動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的懸停,、
升降,、前進(jìn)等飛行狀態(tài)的調(diào)整。
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此圖是無(wú)人機(jī)朝紅色箭頭方向前進(jìn)時(shí)，四個(gè)螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向,。
你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)角線上的一對(duì)螺旋槳（M1和M3）方向一致,，
相鄰螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反。關(guān)于螺旋槳的飛行原理,，小曼在后面的文章中會(huì)單獨(dú)介紹,。
- G; s, O9 l f+ v% k飛控的種類
目前飛控的主要種類有兩種“開(kāi)源飛控”、“自研飛控”,。
接觸過(guò)無(wú)人機(jī)行業(yè)的人都知道,，如何使飛控更加安全，
更易操控是無(wú)人機(jī)研發(fā)的大難點(diǎn),！
那么,，我們的攻城獅們又是如何舉步維艱的走到今天的呢？
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開(kāi)源飛控
“開(kāi)源飛控”是市面上最常見(jiàn)的飛控,，其來(lái)源于“DIY DRONE”時(shí)期,，
最開(kāi)始是為了滿足歐美“極客”、“創(chuàng)客”對(duì)于自由飛行的夢(mèng)想,。
開(kāi)源飛控即公開(kāi)通用的源代碼數(shù)據(jù)庫(kù),，程序猿都可以免費(fèi)使用。
這樣也存在一定的弊端：一套初級(jí)的源代碼不可能適用于所有飛行器,；
也會(huì)為后續(xù)的維護(hù)和開(kāi)發(fā)留有先天性不足,。
# H8 i* G7 _% C n$ \3 J' F自研飛控
由于開(kāi)源飛控的先天性不足，要想進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn),，
正規(guī)的無(wú)人機(jī)企業(yè)必須要開(kāi)發(fā)自己的飛控系統(tǒng),。
目前幾家知名的無(wú)人機(jī)公司都是從自研飛控起家的，
基本上都經(jīng)歷了多年的技術(shù)沉淀,。
即使是后來(lái)居上的曼塔智能,，
無(wú)論是之前的產(chǎn)品朱雀、還是新推出的產(chǎn)品S6,，
采用的都是自研飛控,。
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自研飛控十分耗時(shí)耗力，但帶來(lái)的好處是硬件和軟件實(shí)現(xiàn)完美匹配,，
有著更高的安全性和穩(wěn)定性,，為后續(xù)的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)做出更多積累。
. e0 X4 N) I& k! W8 L飛控的發(fā)展趨勢(shì)
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每個(gè)飛控系統(tǒng)都可能成為未來(lái)的信息終端
目前這個(gè)階段有點(diǎn)像 80 年代的人們使用大哥大,，
當(dāng)個(gè)寶貝一樣但卻沒(méi)有發(fā)揮其很大的作用,；而現(xiàn)在的手機(jī)已經(jīng)終端化，
僅僅是遍布全球的終端,，人們從終端獲取全球有益信息的同時(shí)也在貢獻(xiàn)著自身的價(jià)值,。
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未來(lái)無(wú)人機(jī)在各類應(yīng)用中更像是布撒的一系列終端設(shè)備,，
飛控作為無(wú)人機(jī)的核心會(huì)在終端化過(guò)程中扮演重要作用，
無(wú)論在消費(fèi),、農(nóng)業(yè),、巡視等各領(lǐng)域，飛控將成為數(shù)據(jù)終端的核心,，
大量的飛行狀態(tài),、任務(wù)數(shù)據(jù)、載荷狀態(tài)會(huì)被記錄,、回傳,、分發(fā)，
用戶或其他利益相關(guān)方會(huì)通過(guò)付費(fèi)等商業(yè)模式獲取終端的有用信息,。
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飛控通信網(wǎng)絡(luò)化
隨著智能手機(jī)增長(zhǎng)率的放緩以及無(wú)人機(jī)終端化的趨勢(shì),，
移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商們也敏銳捕捉到了商機(jī)，紛紛推出了面向無(wú)人機(jī)應(yīng)用的移動(dòng)通信解決方案,。
這類方案目前采用成熟商用 2G,、3G、4G 網(wǎng)絡(luò),，通過(guò)定義套餐,、開(kāi)發(fā)貼片 SIM 卡組件、天線定制等方式,，
使無(wú)人機(jī)作為終端接入商用網(wǎng)絡(luò),。雖然還存在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、覆蓋區(qū)域不全等因素,，
但隨著無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)價(jià)值的增加,、移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展驅(qū)動(dòng)以及無(wú)人機(jī)管控壓力的增大，
在不久的將來(lái)借助運(yùn)營(yíng)商的飛控網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)不可阻擋,。
3 [% s; H3 b" H7 A形成無(wú)人機(jī)+大數(shù)據(jù)
在大數(shù)據(jù)時(shí)代,，沒(méi)有人否認(rèn)原始數(shù)據(jù)的重要性。無(wú)人機(jī)+大數(shù)據(jù)喊了也有一段時(shí)間了,，
但目前受到終端化剛起步、網(wǎng)絡(luò)化未完全落地,、數(shù)據(jù)來(lái)源少等因素,，
無(wú)人機(jī)的大數(shù)據(jù)時(shí)代還沒(méi)有真正來(lái)臨。
在未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展過(guò)程中不應(yīng)空泛強(qiáng)調(diào)大數(shù)據(jù)的意義,，
而更應(yīng)通過(guò)飛控的數(shù)據(jù)搜集能力獲取高頻率的有效信息進(jìn)行分析,，
得到能夠給行業(yè)帶來(lái)價(jià)值的「可視化」數(shù)據(jù)，直接為行業(yè)服務(wù),。
作者: 藍(lán)衣服稻草人 時(shí)間: 2017-4-11 15:37
搞一架練習(xí)一下,，便宜的控也就幾百塊錢(qián)，對(duì)著模擬器一直玩 操作熟悉之后也方便熟悉開(kāi)發(fā)
作者: universal 時(shí)間: 2017-4-11 16:39
飛控會(huì)像PID一樣便地開(kāi)花的，但是真懂的沒(méi)幾個(gè)
作者: 孟德?tīng)査锅F 時(shí)間: 2017-4-11 16:59
可以說(shuō)說(shuō)下算法,，這樣寫(xiě)還是很難懂
作者: xiaobing86203 時(shí)間: 2017-4-11 19:52
太帥了,，樓主分享辛苦了，以后社區(qū)多發(fā)些技術(shù)貼
作者: 一言不合 時(shí)間: 2017-4-12 11:03
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是的呢
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作者: 一言不合 時(shí)間: 2017-4-12 11:04
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作者: 一言不合 時(shí)間: 2017-4-12 11:05
( j0 D. F$ r) G# y, G3 U5 ]那樣不是更難懂
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作者: 一言不合 時(shí)間: 2017-4-12 11:05
1 U# z" s8 U4 c0 H( G* N
謝謝" S6 p: O# `9 u& F% @- \4 s
作者: Yanxj 時(shí)間: 2017-5-2 16:01
就服你
作者: 劉志磊JN 時(shí)間: 2017-5-10 16:04
要是能把算法寫(xiě)出來(lái),，真是大牛了
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