飞控硬件分析

涛叔叔

目前做飞控的厂家越来越多，我们来看下飞控主要传感器所起的作用。第一名陀螺仪加速度计，陀螺仪相信很多人小时候都玩过见过，一个高速旋转的陀螺不会因为地面的不平和外力干扰而倒下，当然前提只要是它在告诉旋转，利用这一特点飞控来获取飞机的各个方向基于水平的角度，但是陀螺仪会有零飘的存在，大家玩陀螺都知道陀螺位置很难保证在一个点他会随着旋转不断地到处乱跑，而加速度计可以理解为一个卡车集装箱里面用弹簧拉着一个铁块，弹簧从各个方向拉着这个铁块，他不会产生位移但是在颠簸的路况下铁块会连续不断的晃动，对震动非常敏感。一般多轴飞控多采用mpu6050，大疆外置IMU跟一般的飞控不同它采用了三个三轴陀螺仪以及更好的加速度计。保证了优秀的飞行状态当然成本要高的多得多。为了弥补陀螺仪的零飘我们会让陀螺仪在产生偏移时采集加速度计的数据，但是加速度计对震动非常敏感而震动时会采集陀螺仪的数据。一般以短时间信任加速度计长时间信任加速度计为基准。加速度计是时刻感知飞控的运动加速度以及运动方向。这样我们飞无人机时飞控既能知道飞机的各个姿态的角度又能知道飞机的飞行加速度。我们再加入认为的角度限制，陀螺仪感知飞机姿态角度超过一定值时就会修正飞机姿态。大大降低了操作的难度。但是加速度计和陀螺仪为MEMS半导体材料对温度很敏感，温差大会造成加速度计温飘数据不准确，我们飞飞机时一般会等待自检以及加速度计和外界环境温度适应。飞控也会加入滤波来滤去一些错误的数值。第二名气压温度计。  以wkm气压计为例，大疆采用的是MPXH6115。气压温度计是根据气压以及温度来判断飞机高度，像一些成本较低的文具，例如大家在超市买的100RMB左右的小玩具没有此元件，所以飞行时需要自己不断的去调节油门来修正飞行高度。气压温度计是一个压敏以及光敏元件，一般我们都会对它做处理比如用海绵遮盖。但是处理的原则是既要能监测电压又不能有其他气流干扰到。气压计保证了我们在操作飞机时不用很频繁的去修正油门来保持飞机高度。
第三名GPS磁罗盘
# u3 e6 J5 w( Y6 ^! ^1 S9 u5 X飞机在具备了增稳以及定高的基础上为了更智能加入了GPS定点功能，这样可以定点以及航线的飞行，目前采用的GPS模块一般都为双模制式兼容GPS/GNSS。大家都知道两点一线三个不在一线的点形成一个面，四颗则可以形成一个立体，卫星一般4颗左右就可以定点，但是不排除卫星位置在一条线上或者信号弱等问题，一般在大于6颗左右就可以稳定悬停并基于GPS三维定高。建筑物遮挡或者云层遮挡很容易造成GPS丢星，卫星信号弱或者有错误的定位信息。一般飞控都会在丢星时转换为增温模式防止飞机往错误的位置偏移。GPS里面同时集成了磁罗盘，磁罗盘很容易受到外界磁场干扰，我们一般都会远离电子设备来安装他，所以我们一般都会架高GPS一是为了搜星更好第二是为了防止机身的磁场干扰到磁罗盘。磁罗盘又称电子指南针，是为飞机找到东南西北用的。一般磁罗盘干扰会造成飞机绕圈无法定点。消费级无人机由于机身小内部空间有限磁场环境复杂，磁罗盘会选择外置在脚架的位置。
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amone

科普了 不错

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学习，谢谢了

kofu1223

谢谢分享  




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