无人机知识——入门到精通之三

本人无人驾驶

飞行控制器（飞控）是飞行器的大脑。它从接收器接受信号，并把信号传输给电调告诉它如何飞行，其中最困难的在于如何保持飞行器飞行的稳定性。为了保持稳定性，就需要各种各样的传感器来监测飞机实时的飞行姿态和飞行位置。

下面的关键词是“自由度”（DEGREES OF FREEDOM——DOF）。

3DOF

三轴加速度计或陀螺仪监测运动或旋转中的变化。

6DOF

三轴加速度计和陀螺仪的组合允许精确测量直升机方向的变化。多轴飞行器保持稳定飞行姿态至少需要6自由度。

9DOF

增加了了两个加速度计和一个定位传感器指南针(磁强计)，用于确定多轴飞信器的方向。

10DOF

始终保持至少一个备用的传感器是一个良好的习惯，大部分人将这多余的一个传感器制作成气压计用来测量大气压强，但是也有人将它作为超声波测距仪来监测模型到地面的距离。

11DOF

最后一个传感器用来安装GPS模块，用来监测模型的绝对位置。

简易廉价的飞控通常只支持6自由度，因为某些功能可以不通过飞控而采用外部模块单独实现。

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对于一个完整的飞控来说，它应该具备着强大的软件支持，并且提供多种附加功能，以支持很多不同的飞行模式。例如利用Arduino开发的Ardupilot Mega（APM）就支持以下的功能：

手控

直接将发射器的信号传送到飞行器。当你把操纵杆放开的时候，飞机将会按照你所指定的方向继续上一姿态的飞行。

自稳

释放操纵杆之后飞机将会停止原有的飞行模式并悬停在一个稳定的位置。

电传操纵训练

某些飞行姿态可以直接通过飞控设定的，而避免了各种机械传动装置的复杂性。比如你可以自行设定横滚、航向和俯仰角度的最大最小值及其变化速率的快慢。

自动飞行

模型可以按照你预先设定好的路径飞行，当然，你可以手动干预飞行路线。

自动返航（RTL）

飞行器可以按照预设的路线自动返航至起始飞行点并保持在预设高度悬停，这个功能需要GPS支持。

悬停

如果不给飞行器任何的控制信号，那么飞行器将会尽可能保持原有的飞行姿态并保持原有的位置不变。

自动启动和着陆

或许这是避免坠机的最好方式了。。。

利用一些外部模块或者采用其他飞控都可以实现更多不同的功能，采用什么飞控和外设取决于你需要什么功能。

飞控都有什么种类？

有很多的飞控可以供玩家选择，而且它们的特性描述也很好。选择飞控的最好方式是直接选用那些已经编程后的商业飞控，或者列一个需求的功能清单，请有飞控编程经验的程序员来对你的飞控进行编程。

目前流行的飞控有：

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HobbyKing KK2.1.5, KK2.1 或者更老版本的KK2

这是一款拥有6DOF的十分简易的飞控，它集成了显示屏和按钮，并且允许玩家直接改变所有参数。KK飞控的软件部分十分简单，容易上手，并且在航模爱好者中也十分流行，玩家可以给自己的飞控刷不同的固件，以获取更好的飞行体验。但是它没有外部接口，所以不能扩展或者升级更强大的功能。尽管对于当前飞控市场来说这是一个弊端，但是KK飞控对于初学者的重要性仍旧不言而喻。

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Naze32

这是一款轻量级32位飞控，对于小型模型来说有着更好的飞行体验。完整版集成了气压计，罗盘，并且能连接到GPS，但是后者仍旧处于试验阶段。Acro Naze没有这些功能。如果没有一定的计算机知识和一块内置显示屏的话，搞懂这款飞控并不是一件容易的事情。

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Mulitiwii

从最基本的6DOF到内置GPS的飞控之间有很多不同的版本，最简单的Acro板可能十分容易设置但是并不是那么容易组装，而最高级的内置GPS板可能更需要耐心来设置，但是结果却不是那么乐观。所以建议入手的时候一定要选一款合适你自己的，并且最好有人帮你初始化过了。

ArduPilot:APM 2.5 / 2.6 / Pixhawk APM

这是一款开源的飞控，并且已经可以实现很多功能，例如GPS。它有着强大的能力，不光是包括了磁强计、气压计、GPS的硬件兼容，更是有着强大的软件，可以通过计算机编程写入飞控来进行二次开发。所以这就必然带来了复杂的设置过程，想对它进行深度开发必须有着巨大的知识储备和动手能力。这类飞控通常价格较贵，一般都是商业公司才会花大价钱来使用。

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被HobbyKing公司按照ArduPilot Mega原型复制的一类便宜的飞控。

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OpenPilot CC3D

另一个基于开源的项目。硬件很难操控，因为它不是商业化生产。非常类似于Acro Naze。

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DJI Naza

十分受欢迎的一款商业飞控，有着完整的功能列表，并且可以满足玩家很多需求，方便上手，易于设置，GPS锁定性好，悬停稳定，价格较贵。

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个人认为新手初学的时候应该从简单做起，例如GPS等等不必要的模块反而会加重新玩家的负担。初学建议使用KK飞控，否则将会更加麻烦。

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诡异