飛控算法的案例
尋找無人機飛控算法、應用開發方面專家或專業人員
<p><span style="color: rgb(34, 34, 38); background-color: rgb(255, 255, 255);">尋找無人機飛控算法、應用開發方面專家或專業人員，共同探討將現有開發平臺通用芯片轉化成基于飛控算法專用芯片的可能。探討內容不僅限于數據存儲、外部通訊、驅動程序、飛行控制、消息總線等。有興趣者可私信聯系。</span></p>
一文讀懂：無人機飛控三大算法
目前，人們通過科學研究獲得了諸多具有優異控制效果的算法和理論，但在工程應用領域，基于經典PID的控制算法仍然是最簡單、最有效的控制方案。
PID控制器是一種線性控制器，它主要根據給定值和實際輸出值構成控制偏差，然后利用偏差給出合理的控制量。
目前主流的幾款開源飛控中，無一例外的都是采用PID控制算法來實現無人機的姿態和軌跡控制。
PID里的P是Proportion的首字線，是比例的意思，I是Integral的首字線，是積分的意思，D是Differential的首字母，是微分的意思。
那么PID控制器算法能解決什么問題呢？
以多旋翼為例，在沒有控制系統的情況下，直接用信號驅動電機帶動螺旋槳旋轉產生控制力，會出現動態響應太快，或者太慢，或者控制過沖或者不足的現象，多旋翼根本無法順利完成起飛和懸停動作。為了解決這些問題，就需要在控制系統回路中加入PID控制器算法。在姿態信息和螺旋槳轉速之間建立比例、積分和微分的關系，通過調節各個環節的參數大小，使多旋翼系統控制達到動態響應迅速、既不過沖、也不欠缺的現象。
*本文作者系民用無人機公眾號，版權歸原作者所有，如有侵權請聯系刪除
展開 [實戰]飛機為什么飛不好？機架振動分析
最后到底是什么引起的飛控振動呢？飛控上有很多線，接電調的，接傳感器的，當時為了美觀，把線扎在了一起，這樣線的就變成了一個整體，機體振動，會導致這個線在振動，線就會拉住飛控一起振動，把這些線都拆開，沒根線各自晃動，相互抵消就不會拉著飛控晃動了。
這次出差感觸最深的就是，無人機真的是個系統工程，每個環節都很重要，不是說飛控算法好，就能得到一個很好的飛機，大部分的問題往往還輪不到通過調參來解決，如果從上帝視角重新分析這次的過程，其實是可以更早的排查出問題的，看上去是經驗不夠，時間緊迫的情況下，對問題沒有細致的分析。但本質上，是對飛控系統的了解不夠深，為什么會出現這樣的波形，什么樣的問題是飛控造成的，什么問題是飛控解決不了的，其實是可以很快得出答案的。
這次吃了虧，馬上就又要出差了，我會做出兩點改進：
1.增加詳細的代碼更新日志
2.每次起飛前想好測試項目，按照項目測試，測試完后立刻分析日志，避免盲目調參。
下次我會變的更強。
紀錄了一下傳感器濾波前的原始數據（之前都沒有記錄這些數據），之前直接用濾波后的數據分析是效率比較低的，直接看原始數據才是最高效分析振動的方法。
展開 說透互補濾波(1) - 線性互補濾波器從原理到實現
關于經典的線性互補濾波器的原理，算法，結果測試已經全部講完了，下一次我們就要開始非線性互補濾波器了，算法的改進往往是把之前算法的假設修改的更貼近于實際。
ok，今天就講這么多，我是zing,一個有趣的飛控算法工程師，我們下期見。
PS：所有的論文資料和測試代碼，公眾號回復【互補濾波】即可獲取。
串級PID為什么外環輸出是內環的期望？
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為什么F=ma+w×mv？從圓周運動說起。
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唯一全程動態展示，復亞自動機場強勢吸晴深圳無人機展
智方A30固定式無人機自動機場的起降平臺面積遠小于同類產品，平臺寬度甚至小于機翼完全展開的長度，
更小尺寸的降落平臺對降落算法精確度的要求
也更加嚴苛
。復亞飛
行大腦的高精度飛控算法保障了無人機在復雜環境中的作業安全。
復亞智能A30固定式無人機自動機場起降平臺
機載AI飛行大腦控制無人機按設定航線自動飛行，在特殊情況下，工作人員還能通過智能輔助功能實現無人機遠程指點飛行，減少了無人機飛行作業對人工操控技術的依賴，提升了無人機巡邏的效率和及時響應能力。
復亞智能智方S10小型無人機自動機場
現場，復亞智能智方S10無人機小型自動機場也備受關注，諸多客戶及業內同仁駐足觀摩。S10專為大疆Mavic2 行業版系列小型無人機量身打造，因其尺寸小、重量輕，部署方便，可以部署在屋頂平臺、變電站、產業園區等多種場合，作業風險小、安全性高。在任務密集區域，可通過多臺部署以形成網格化、全方位的防控巡邏，在城市管理、交通巡邏、公共安全、園區安防中大顯身手。
本屆大會上，新產品、新技術井噴式出現，不僅全面展現了全球無人機領域的前沿技術，更展示了我國在無人機產品、技術研發層面取得的新成就。工業無人機行業應用領域百花齊放，也意味著未來競爭也將愈加劇激烈，復亞智能充滿信心，沉淀技術、深入場景需求，不斷拓展工業無人機場景應用，以自動飛行賦能行業生產力。
展開 說透自穩模式(1)-什么是自穩模式？
當你的飛機處于自穩模式時，飛控系統的作用是幫助你穩定飛機姿態。
這里就兩個關鍵詞“幫助你”，“穩定姿態”。
為什么是幫助你？因為在自穩模式屬于手動模式，是需要駕駛員使用遙控器對飛機進行操控的，作為駕駛員你的有你的任務，有可能是讓飛機在空中繞圈，有可能是從a點飛到b點，你需要使用遙控來完成你的任務，所以你是負責決策的，而飛控是為你的決策提供一些幫助。
那么飛控提供什么樣的幫助呢？在這種模式下，只能提供姿態穩定的作用，什么叫姿態穩定呢，就是你需要什么樣的姿態，飛控就會讓飛機達到什么樣的姿態。
所以，讓我們思考一個非常直觀的問題：
“在自穩模式下，當你作為駕駛員把遙控的橫滾通道打到最右邊的時候會發生什么？”
根據我們之前說的，你有的是一個能穩定姿態的飛控，你通過遙控把你的期望給了飛控，所以飛控會實現你的期望，讓實際效果和期望一致，實際效果是什么呢？飛機會向右傾斜一個很大的角度，并且穩定住。
如果你仔細思考，這里有非常多的信息量，你肯定有非常多的問題。
怎么遙控就變成角度期望了？
很大的角度是多大？
電機轉速怎么變化，才能使飛機穩定在某個角度？
飛機的狀態會有什么改變？速度，位置，高度會怎么變化？
很好，問題越多越好，你可能開始意思到，飛機可不僅僅是一個控制器而已，哪怕是最簡單的自穩模式，也是一個完整的工程問題。
放心之前這個系列就是為了解決這些問題，所有問題后面都會詳細分析。今天只討論一個最核心的問題，什么是自穩模式？
剛剛已經很細致的往下看了，現在我們再往上看看，什么是自穩模式，本質上“它”是你接到的第一個定制項目。
那再這個項目里，任務是如何完成的呢？是你給飛手下達任務，飛手進行決策，通過遙控傳輸決策指令，飛控完成指令。
展開 雙旋翼，真的只是酷炫嗎？
零零科技就是看到了這一痛點，為解決續航難題，“獵鷹”從氣動布局設計入手，采用V型橫列式雙旋翼結構，結合自主研發的舵面傾轉技術和非線性動力模型設計及控制算法。
V型橫列式雙旋翼氣動布局相比于四旋翼結構更加精簡，力效更高。
在同等重量尺寸的情況下，飛機本體更輕，可以實現更大的負載。在不外掛額外荷載的工作狀況下，可以把更多的重量留給電池動力系統，實現更?的續航。
零零科技從項目立項到正式發售，歷時近4年，終于突破30分鐘續航魔咒，將航拍無人機拉進了50分鐘續航時代。“獵鷹”(Falcon)的50分鐘續航，無疑將極大改變航拍的定義和體驗。
雙旋翼，只是少了兩個螺旋槳嗎？
表面上看，雙旋翼只是比四旋翼少了兩個螺旋槳，但這背后的難度其實非常大。有業內人士表示，第一、雙旋翼無人機的飛控算法非常復雜，不僅要考慮旋翼的控制，還要結合舵機傾轉等方面的協調；第二、在成本和穩定性上要做到和四旋翼同等程度，廠商要付出的前期研發投入會高很多，研發周期也會更長。
雙旋翼的機械機構設計和生產的難度更高。在市面上沒有成熟可量產技術的情況下，零零科技從零摸索，自研雙旋翼舵機傾轉技術，結合非線性動力模型及控制算法設計，使無人機在空中?行更穩定，并具有良好的機動性。研發過程中，零零科技也積累了多項V型雙旋翼結構設計相關的發明專利。
從短期商業利益的角度看，同樣能賺錢，大部分企業會傾向于選擇更穩妥的方式。但是回看零零科技的歷史就會發現，其做出這樣的選擇并不令人意外，推出的每一款產品都突破了當時的技術挑戰。
展開 說透互補濾波(1) - 線性互補濾波器從原理到實現
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人工智能專業----無人機插上人工智能的翅膀（UAV+Al)
相關實驗
利用星環科技的無人機開源教學實驗平臺與嵌入式及無人機案例實驗箱可對無人機飛控系統進行系統建模、飛行原理講解、控制算法實現和參數整定，并且通過星環科技獨有的無人機對軸調試平臺可將無人機控制進行拆解，完成 無人機對軸的平衡調試。
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展開 一種新型垂起無人機總體設計
動力系統部分數據
為了適應垂起狀態、過渡模式、巡航模式以及各種飛行狀態的動力輸出，不僅要求飛控系統在控制算法上進一步優化，動力系統需要滿足在整個過程總能效最高。
2.3 翼載荷確定
結合現有無人機初步評估翼形、尾翼、升致阻力因子K 、零升阻力系數CD 、升力系數CL,升阻比L/D、升阻特性,飛機極數曲線等重要性能，確定無人機的需用功率PPX，再根據需用功率選取合適的螺旋槳和電機。無人機定常平飛時，需用功率為與飛行速度V的關系可由下式（2.2）得出：
式中：L為升力，D為阻力,S為機翼面積，q為翼載荷，VZ為垂直方向速度，n為電機轉速。g為重力加速度。再根據功率需求，可推出飛機功重比P/G與翼載荷的約束分析方程（2.5）。可先根據經驗值確定翼載荷，然后在無人機各種工況下，由翼載荷計算功重比。
固定翼模式海平面平飛需用功率
2.4 續航計算
無人機的航程和航時受到數據鏈、電池能量、升阻特性、動力系統效率等限制，在不考慮數據鏈的情況下，續航時間t理論計算如下式:
式中：Q為電池總能量（Wh）;ηd為巡航動力系統效率；P為巡航功率（W）。
3 總體詳細設計
3.1 機翼幾何參數
首先機翼載荷q，初步評估機翼的面積S=G/q。然后根據總體設計指標，同時參考同類無人機的相應參數。評估機翼翼展B、展弦比λ、平均幾何弦長、尖削比b0/b1、前緣后掠角X0、后緣后抹角X1、翼形、等機翼重要參數，進行迭代計算。
機翼幾何尺寸
一般而言，展弦比增大，升致阻力減小，升阻比增大；弦長減小，雷諾數降低，氣動效率降低；展弦比增大，弦長減小，翼型厚度減小，機翼結構重量上升。
展開 飛控中的IIR二階濾波器
一階濾波器
zinghd，公眾號：無人機干貨鋪【算法】飛控中的一階RC低通濾波分析
同事拿著我的文章，對照著代碼里的二階濾波，表示完全看不懂，我說不可能，二階不過是一階的升級版，思路應是一樣的，他說不信你看。
我一看，WTF，這系數怎么來的？經驗公式？
這迭代怎么這種形式？沒見過呀！
行吧，說明之前咱理解的不到位，那就從頭開始講起吧。
從模擬濾波器開始
我們從書上，百度，查到的濾波器公式，通常是用傳遞函數表達的，這是s域下的表達形式，是連續的，這種我們稱之為模擬濾波器。
以巴特沃斯低通濾波器為例：
對應的歸一化參數表如下（如果期望直流(
)增益為1，則d0=a0）
意思是如果你按照表格里的參數，帶入濾波器公式中，就能得到對于階數的歸一化濾波器，即截止頻率為1弧度（
hz）的濾波器。
展開 輕小型無人機測繪遙感系統研究進展
成都縱橫公司研制了MP、NP、AP系列無人機飛控系統，基于差分GNSS技術，可以實現無人機亞米級精度降落位置控制。西班牙LóPEZ 等（2015）開展了基于H ∝魯棒算法的無人機飛控控制算法研究。納米比亞Zulu 和John（2014）研究了旋翼機常用的PID 等11種控制算法的優缺點，并提出了混合定位算法。基于APM和Pixhawk等開源技術自制的飛控系統也成為國內外學者研究的熱點（萬宇樓等，2018；李松煒等，2019）。為了保障飛行的安全性和降低對操作人員的要求，多余度飛控設計技術（楊蕊姣，2015；薛亮，2016）和“一鍵起降”控制技術。雖然現階段無人機的飛控系統的智能化水平在不斷提升，但是在“傻瓜式”操控、超低空飛行障礙物檢測與規避、應急救援多飛行器協同飛行、大陣風/強側風等條件下的航線精準保持等方面仍然需要進一步的提升與完善，以便更好的減輕操控人員壓力，提升原始測繪數據的質量。
2.3 地面監控系統
地面監控系統通常由地面監控計算機、地面通訊鏈路設備、航線規劃軟件以及飛行監管軟件等組成。本文重點介紹航線規劃軟件的發展情況。航線規劃軟件主要作用是規劃無人機的飛行路徑、傳感器工作位置等功能。通常需要顧及地形、影像重疊度、無人機轉彎半徑、影像分辨率、傳感器參數等指標進行規劃。中測新圖公司開發的TOPPLAN軟件，具備支持相機、傾斜相機、視頻、LIDAR、SAR等多種傳感器作業的功能，尤其是具備定點曝光的功能。中國地質大學（北京）安江航（2018）開展了單鏡頭無人機傾斜影像采集航線規劃APP 研發。國防科學技術大學李遠（2011）開展了多UAV 協同任務資源分配與編隊軌跡優化方法研究。葡萄牙波爾圖大學Sujit 等（2013）開展了無人機角度約束地形測繪的無人機航線規劃路徑規劃研究，提出了一種多邊形分解算法來生成精確的飛行路線。
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