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標題: 無人機飛行控制很難懂嗎？ [打印本頁]
作者: 一言不合 時間: 2017-4-11 15:22
標題: 無人機飛行控制很難懂嗎？
看到一篇不錯的關于無人機飛行控制的科普貼，分享給大家。
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無人機作為新興行業，用戶以小白居多，
那么，如何從眾多小白中脫穎而出，化身為老司機呢？
你只需要跟著小曼魔鬼般的步伐走起來，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，無人機行業考慮的是如何讓飛機穩定飛起來、飛得更快、飛得更高。
無人機的應用也主要是在軍事等神秘領域。
如今，隨著芯片、人工智能、大數據技術的發展，
無人機開始向智能化、終端化、集群化的趨勢發展。
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幾年的時間讓無人機從遠離人們視野的軍事應用飛入了尋常百姓家，
更多的小白用戶開始接觸到無人機，只需要通過短暫的學習，
也可以進行穩定安全的操作，體驗了一把飛行和航拍的樂趣~
不可否認，飛控技術的發展是這十年無人機變化的最大推手。
但是，你真的了解飛控是什么嗎？
下面小曼為你仔細解讀多軸飛行器的飛控是如何運行的。
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飛控是什么？
飛行控制系統（Flight control system）簡稱飛控，
可以看作飛行器的大腦。多軸飛行器的飛行、懸停，
姿態變化等等都是由多種傳感器將飛行器本身的姿態數據傳回飛控，
再由飛控通過運算和判斷下達指令，由執行機構完成動作和飛行姿態調整。
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飛控可以理解成無人機的CPU系統，是無人機的核心部件，
其功能主要是發送各種指令，并且處理各部件傳回的數據。
類似于人體的大腦，對身體各個部位發送指令，并且接收各部件傳回的信息，
運算后發出新的指令。例如，大腦指揮手去拿一杯水，手觸碰到杯壁后，
因為水太燙而縮回，并且將此信息傳回給大腦，大腦會根據實際情況重新發送新的指令。
/ k8 z; H+ f' B飛控的主要組成部分
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無人機飛控一般包括傳感器、機載計算機和伺服作動設備三大部分，
實現的功能主要有無人機姿態穩定和控制、無人機任務設備管理和應急控制三大類。
6 w; g3 `7 T# Z: F$ R0 g傳感器
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多軸無人機機身大量裝配的各種傳感器，
包括GPS、氣壓計、陀螺儀、指南針以及地磁感應等，
可以采集角速率、姿態、位置、加速度、高度和空速等，是飛控系統的基礎。
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機載計算機
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機載計算機作為無人機的CPU，是飛控的中樞系統，
類似于人體大腦的中樞神經，負責整個無人機姿態的運算和判斷；
同時，也操控著傳感器和伺服作動設備。
8 t3 G- V8 |* h/ k伺服作動設備
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無人機執行機構都是伺服作動設備，是導航飛控系統的重要組成部分。
其主要功能是根據飛控計算機的指令，按規定執行動作。
對于固定翼無人機來說，主要通過調整機翼角度和發動機運轉速度，實現對無人機的飛行控制。
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多軸無人機的執行機構包括螺旋槳、電調和電機。
多軸無人機飛控通過電調傳輸到螺旋槳的控制信號，
來控制電機，帶動螺旋槳轉動，最終實現無人機的懸停、
升降、前進等飛行狀態的調整。
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此圖是無人機朝紅色箭頭方向前進時，四個螺旋槳的旋轉方向。
你可能會發現對角線上的一對螺旋槳（M1和M3）方向一致，
相鄰螺旋槳旋轉方向相反。關于螺旋槳的飛行原理，小曼在后面的文章中會單獨介紹。
. V5 E# w) {4 X9 s* U# L飛控的種類
目前飛控的主要種類有兩種“開源飛控”、“自研飛控”。
接觸過無人機行業的人都知道，如何使飛控更加安全，
更易操控是無人機研發的大難點！
那么，我們的攻城獅們又是如何舉步維艱的走到今天的呢？
" D9 \" u8 _4 D! q. K9 n# M* |6 v開源飛控
“開源飛控”是市面上最常見的飛控，其來源于“DIY DRONE”時期，
最開始是為了滿足歐美“極客”、“創客”對于自由飛行的夢想。
開源飛控即公開通用的源代碼數據庫，程序猿都可以免費使用。
這樣也存在一定的弊端：一套初級的源代碼不可能適用于所有飛行器；
也會為后續的維護和開發留有先天性不足。
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自研飛控
由于開源飛控的先天性不足，要想進行商業化生產，
正規的無人機企業必須要開發自己的飛控系統。
目前幾家知名的無人機公司都是從自研飛控起家的，
基本上都經歷了多年的技術沉淀。
即使是后來居上的曼塔智能，
無論是之前的產品朱雀、還是新推出的產品S6，
采用的都是自研飛控。
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自研飛控十分耗時耗力，但帶來的好處是硬件和軟件實現完美匹配，
有著更高的安全性和穩定性，為后續的開發和改進做出更多積累。
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飛控的發展趨勢
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每個飛控系統都可能成為未來的信息終端
目前這個階段有點像 80 年代的人們使用大哥大，
當個寶貝一樣但卻沒有發揮其很大的作用；而現在的手機已經終端化，
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也在貢獻著自身的價值。
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未來無人機在各類應用中更像是布撒的一系列終端設備，
飛控作為無人機的核心會在終端化過程中扮演重要作用，
無論在消費、農業、巡視等各領域，飛控將成為數據終端的核心，
大量的飛行狀態、任務數據、載荷狀態會被記錄、回傳、分發，
用戶或其他利益相關方會通過付費等商業模式獲取終端的有用信息。
7 ~2 Z" B, F. s飛控通信網絡化
隨著智能手機增長率的放緩以及無人機終端化的趨勢，
移動運營商們也敏銳捕捉到了商機，紛紛推出了面向無人機應用的移動通信解決方案。
這類方案目前采用成熟商用 2G、3G、4G 網絡，通過定義套餐、開發貼片 SIM 卡組件、天線定制等方式，
使無人機作為終端接入商用網絡。雖然還存在網絡不穩定、覆蓋區域不全等因素，
但隨著無人機數據價值的增加、移動通信技術的高速發展驅動以及無人機管控壓力的增大，
在不久的將來借助運營商的飛控網絡化趨勢不可阻擋。
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形成無人機+大數據
在大數據時代，沒有人否認原始數據的重要性。無人機+大數據喊了也有一段時間了，
但目前受到終端化剛起步、網絡化未完全落地、數據來源少等因素，
無人機的大數據時代還沒有真正來臨。
在未來無人機發展過程中不應空泛強調大數據的意義，
而更應通過飛控的數據搜集能力獲取高頻率的有效信息進行分析，
得到能夠給行業帶來價值的「可視化」數據，直接為行業服務。
作者: 藍衣服稻草人 時間: 2017-4-11 15:37
搞一架練習一下，便宜的控也就幾百塊錢，對著模擬器一直玩 操作熟悉之后也方便熟悉開發
作者: universal 時間: 2017-4-11 16:39
飛控會像PID一樣便地開花的，但是真懂的沒幾個
作者: 孟德爾斯鳩 時間: 2017-4-11 16:59
可以說說下算法，這樣寫還是很難懂
作者: xiaobing86203 時間: 2017-4-11 19:52
太帥了，樓主分享辛苦了，以后社區多發些技術貼
作者: 一言不合 時間: 2017-4-12 11:03
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是的呢
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作者: 一言不合 時間: 2017-4-12 11:04
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作者: 一言不合 時間: 2017-4-12 11:05
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那樣不是更難懂
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作者: 一言不合 時間: 2017-4-12 11:05
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謝謝* u' D5 i: O! ?' P2 {' W
作者: Yanxj 時間: 2017-5-2 16:01
就服你
作者: 劉志磊JN 時間: 2017-5-10 16:04
要是能把算法寫出來，真是大牛了
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