国内外比较好的几款飞控系统介绍和性能配置
飞行控制系统简介
自动飞行控制系统飞行控制系统(简称飞控系统)的作用是保证飞机的稳定性和操纵性,提高飞机飞行性能和完成任务的能力,增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担。
深圳市瑞伯达科技有限公司,致力于成为全球无人机飞行器领导品牌,是智能化无人机飞行器及控制系统的研制开发的专业厂商,生产并提供各行业无人机应用的解决方案。
产品线涵盖各种尺寸多旋翼飞行器、专业航拍飞行器、无人机飞行控制系统、无人机地面站控制系统、高清远距离数字图像传输系统、专业级无线遥控器、高精飞行器控制模块及各类飞行器配件飞行器的自动飞行一、问题的提出早在重于空气的飞行器问世时,就有了实现自动控制飞行的设想。
1891年海诺姆.马克西姆设计和建造的飞行器上安装了用于改善飞行器纵向稳定性的飞行系统。
该系统中用陀螺提供反馈信号,用伺服作动器偏转升降舵。
这个设想在基本概念和手段上与现代飞行自动控制系统有惊人的相似,但由于飞机在试飞中失事而未能成为现实。
60年代飞机设计的新思想产生了,即在设计飞机的开始就考虑自动控制系统的作用。
基于这种设计思想的飞机称为随控布局飞行器(Control Configured Vehicle 简称CCV)。
这种飞机有更多的控制面,这些控制面协同偏转可完成一般飞机难以实现的飞行任务,达到较高的飞行性能。
飞控系统分类飞控系统分为人工飞行控制系统和自动飞行控制系统两大类。
由驾驶员通过对驾驶杆和脚蹬的操纵实现控制任务的系统,称为人工飞行控制系统。
最简单的人工飞行控制系统就是机械操纵系统。
不依赖于驾驶员操纵驾驶杆和脚蹬指令而自动完成控制任务的飞控系统,称为自动飞行控制系统。
自动驾驶仪是最基本的自动飞行控制系统。
飞控系统构成飞控系统由控制与显示装置、传感器、飞控计算机、作动器、自测试装置、信息传输链及接口装置组成。
控制及显示装置是驾驶员输入飞行控制指令和获取飞控系统状态信息的设备,包括驾驶杆、脚蹬、油门杆、控制面板、专用指示灯盘和电子显示器(多功能显示器、平视显示器等)。
采用STM32设计的四轴飞行器飞控系统
采用STM32设计的四轴飞行器飞控系统四轴飞行器飞控系统是一种应用于四轴飞行器上的关键控制设备。
它包括硬件和软件两个部分,用于控制飞行器的姿态、稳定性和导航等功能。
其中,采用STM32设计的四轴飞行器飞控系统因其高性能、低功耗和丰富的外设资源而受到广泛关注。
一、硬件设计:1.处理器模块:采用STM32系列微控制器作为处理核心。
STM32系列微控制器具有较高的计算能力和丰富的外设资源,能够满足飞行控制的计算需求。
2.传感器模块:包括加速度计、陀螺仪、磁力计和气压计等传感器。
加速度计用于测量飞行器的线性加速度,陀螺仪用于测量飞行器的角速度,磁力计用于测量飞行器的方向,气压计用于测量飞行器的高度。
3.无线通信模块:采用无线通信模块,如蓝牙、Wi-Fi或者无线射频模块,用于与地面站进行通信,实现飞行参数的传输和遥控指令的接收。
4.电源管理模块:对飞行器的电源进行管理,确保各个模块的正常运行。
包括电池管理、电量检测和电源开关等功能。
5.输出控制模块:用于控制飞行器的电机、舵机等执行机构,实现对飞行器的姿态和动作的控制。
二、软件设计:1.飞行控制程序:运行在STM32微控制器上的程序,用于实时读取传感器数据、运算控制算法、输出控制信号。
该程序包括姿态解算、飞行控制和导航等模块。
-姿态解算模块:根据加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器数据,估计飞行器的姿态信息,如俯仰角、横滚角和偏航角。
-飞行控制模块:根据姿态信息和目标控制指令,计算出电机和舵机的控制信号,保证飞行器的稳定性和灵敏度。
-导航模块:利用GPS等导航设备获取飞行器的位置和速度信息,实现自动驾驶功能。
2.地面站程序:在地面计算机上运行的程序,与飞行器的无线通信模块进行数据交互。
地面站程序可以实时监测飞行器的状态和参数,并发送控制指令给飞行器。
总结:采用STM32设计的四轴飞行器飞控系统是一种高性能、低功耗的控制设备,包括硬件和软件两个部分。
硬件包括处理器模块、传感器模块、无线通信模块、电源管理模块和输出控制模块。
PIXHAWK飞控概览
PIXHAWK飞控概览Pixhawk飞控的技术规格、接口分配、PWM,PPM-SUM和SBUS模式下的舵机与电调的连接方法、接口图,和与其他常见飞控的区别与选择。
技术规格•处理器32位 STM32F427 ARM Cortex M4 核心外加 FPU(浮点运算单元)168 Mhz/256 KB RAM/2 MB 闪存32位 STM32F103 故障保护协处理器•传感器Invensense MPU6000 三轴加速度计/陀螺仪ST Micro L3GD20 16位陀螺仪ST Micro LSM303D 14位加速度计/磁力计MS5611 MEAS 气压计•电源良好的二极管控制器,带有自动故障切换舵机端口7V高压与高电流输出所有的外围设备输出都有过流保护,所有的输入都有防静电保护•接口5个UART串口,1个支持大功率,两个有硬件流量控制Spektrum DSM/DSM2/DSM-X 卫星输入Futaba SBUS输入(输出正在完善中)PPM sum 信号RSSI(PWM或者电压)输入I2C, SPI, 2个CAN, USB3.3 与 6.6 ADC 输入•尺寸重量 38g宽 50 mm高 15.5 mm长 81.5 mmPixhawk 的接口分配PWM,PPM-SUM和SBUS模式下的舵机与电调的连接方法Pixhawk 接口图上图中针脚1在右边串口 1 (Telem 1),串口 2 (Telem 2) ,串口 (GPS) 针脚: 6 = GND, 5 = RTS, 4 = CTS, 3 = RX, 2 = TX, 1 = 5V.选择哪款飞控? APM 、PX4,还是 PIXHAWK•APM2.5与2.6是传统ardupilot飞控的最新(也是最终)版本:APM25 与 26 概览•PX4FMU与PX4IO 是这个新飞控家族的最初两个版本:Px4FMU 概览与 Px4IO 概览•Pixhawk是根据我们的需要,结合PX4FMU / PX4IO改进而开发出的PX4飞控的单块电路板版本。
几大主流开源飞控平台优劣比较
各大主流开源平台对比首先明确我们的需求:1)平台硬件,固件都比较成熟,开发环境易上手。
2)性能上强调平台抗风性,飞行稳定性。
3)由于植保机工作环境恶劣,硬件要求有宽广的工作温度范围,恶劣环境下的性能稳定。
4)能够实现作业点记忆,自主航迹规划。
有硬件备份(双子星)。
项目/平台名称APM px4/pixhawk autopilot PPZ MWC主控芯片Avr Atmega1280/2560 主控Stm32f427故障保护协处理器stm32f107Stm32f4 STM32f105RCT6主要传感器Atmega168/328.双轴陀螺,IMU(单轴陀螺,三轴加速度计.三轴磁力计模块).气压计.AD芯片内置两套陀螺(stmicro 16 bit)和加速度计(stmicro 14 bit)MEAS气压传感器,互为补充矫正;内接三轴磁场传感器并且可以外接一个三周磁场传感器;可外接一主一备两个GPS传感器,故障时可自动切换。
①MPU6000:3轴加速度传感器+3轴陀螺仪②HMC5883:3轴磁阻传感器③LP2922 3.3V:主要用于外部供电转换④24LC08:板上参数存储编译环境Arduino IDE eclipse IDE 官网tool-chain 使用Ubuntu乌班图操作系统,全部开发环境和地面站软件继承与该系统下语言arduino C C cc特征简介Arduino IDE界面友好简单,Arduino语言类似于C语言良好的二极管控制器,可实现不间断供电。
所有外围设备输出都有过流保护,输入设备都有防静电保护。
硬件架构简单,飞控硬件使用C语言编写开源部分除了常见的飞控硬件,飞控软件和地面站软件之外,还包含地面站硬件,调制解调器,天线等设别,从功能上讲已经接近一个小型无人机系统了因此稳定性普遍不是很好,而且MWC的PID调节略显麻烦,抗震抗风性能不是很好.采用算法两级PID控制168M运算频率,方式,第一级是导航级,第二级是控制级开放性好,先进的定高算法,两套陀螺和加速度计,护卫补充矫正,内置三轴磁场传感器,一主一副两个GPS传感器,可自动切换官方硬件平台APM2.5:板载电子罗盘APM2.6:电子罗盘外置和GPS融合了Px4Pixhawk是px4的升级CC、CC3D、ATOM、Revolution、Revolution nano等,衍生硬件包括Sparky、Quanton、REVOMINI等,甚至包含直接使用STM32开发板扩展而成的FlyingF3、FlyingF4、DescoveryF4PPZ Lisa 拥有大量扩展接口总结优势:1.APM使用人数多,资料丰富齐全,特别是经典款APM2.5。
Pixhawk和Paparazzi从入门到精通:开源飞控概述
Pixhawk和Paparazzi从入门到精通:开源飞控概述概述无人机是无人驾驶飞机的简称(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机,包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。
广义地看也包括临近空间飞行器(20-100 公里空域),如平流层飞艇、高空气球、太阳能无人机等。
从某种角度来看,无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和各种负载任务,可以被看做是“空中机器人”。
飞控系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统,飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用,我们认为是无人机最核心的技术之一。
飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分,实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。
飞控按照是否公开源代码的方式分为开源飞控和商品飞控:(1)开源飞控世界各地的精英本着开源的精神,将所做的无人机工作开源开放,主要有MicroCopter, Paparazzi, AutoQuad, OpenPilot,MWC,KK, APM,PX4....MicroCopter, Paparazzi算是飞控开源的开山鼻祖,尤其Paparazzi以算法强大和稳定性著称,其下面也有很多版本,MCU采用ST和NXP的方案。
用户最多的应算APM,在经历基于Arduino的发展后,现在已经逐步过渡到PX4/Pixhawk平台,采用双ST MCU、冗余电源及传感器的方案,以满足未来更苛刻的需求和功能。
(2)商品飞控国外没有找到什么有名的商品飞控,国内到是有一堆,比如大疆的、极飞、零度、亿航....扒开外壳看下,大疆采用NXP方案(可以类比Paparazzi),极飞ST,零度有个AT91+FPGA,亿航(呵呵,似乎是APM,只是不公开),都可以从开源飞控找到他们影子,只要商品飞控有的功能,开源飞控都有,但是开源飞控有的功能,商品不一定有,那么商品飞控有什么特点呢?1)加了一个漂亮的外壳,尤其是铝合金的;2)加了个优化算法,比如大疆似乎有个H∞;3)简化了调参和线束。
APM飞控介绍
APM飞控系统介绍APM飞控系统是国外的一个开源飞控系统,能够支持固定翼,直升机,3轴,4轴,6轴飞行器。
在此我只介绍固定翼飞控系统。
APM飞控系统主要结构和功能组成功能飞控主芯片Atmega1280/2560 主控芯片PPM解码芯片Atmega168/328 负责监视模式通道的pwm信号监测,以便在手动模式和其他模式之间进行切换。
提高系统安全惯性测量单元双轴陀螺,单轴陀螺,三轴加速度计测量三轴角速度,三轴加速度,配合三轴磁力计或gps测得方向数据进行校正,实现方向余弦算法,计算出飞机姿态。
GPS导航模块Lea-5h或其他信号gps模块测量飞机当前的经纬度,高度,航迹方向(track),地速等信息。
三轴磁力计模块HMC5843/5883模块测量飞机当前的航向(heading)空速计MPXV7002模块测量飞机空速(误差较大,而且测得数据不稳定,会导致油门一阵一阵变化)空压计BMP085芯片测量空气压力,用以换算成高度AD芯片ADS7844芯片将三轴陀螺仪、三轴加速度计、双轴陀螺仪输出温度、空速计输出的模拟电压转换成数字量,以供后续计算其他模块电源芯片,usb电平转换芯片等飞控原理在APM飞控系统中,采用的是两级PID控制方式,第一级是导航级,第二级是控制级,导航级的计算集中在medium_loop( ) 和fastloop( )的update_current_flight_mode( )函数中,控制级集中在fastloop( )的stabilize( )函数中。
导航级PID控制就是要解决飞机如何以预定空速飞行在预定高度的问题,以及如何转弯飞往目标问题,通过算法给出飞机需要的俯仰角、油门和横滚角,然后交给控制级进行控制解算。
控制级的任务就是依据需要的俯仰角、油门、横滚角,结合飞机当前的姿态解算出合适的舵机控制量,使飞机保持预定的俯仰角,横滚角和方向角。
最后通过舵机控制级set_servos_4( )将控制量转换成具体的pwm信号量输出给舵机。
四轴飞控总结详尽的介绍各种飞控来源及硬件资源核心部分
四轴飞控总结详尽的介绍各种飞控来源及硬件资源核心部分四轴飞控总结详尽的介绍各种飞控来源及硬件资源核心部分从团队选择无人机项目开始,我的前期工作就是了解现在市场上所有的飞控以及功能,为接下来的无人机飞控打下基础。
现在市场上的飞控种类很多,常见的有MK、KK、KK flycam、EAGLE N6、玉兔飞控、FF、WKM、FC1212-S、MWC、FY等等,国内也是有越来越多的团队开始研究四轴飞控,其中很多属于山寨。
MK是德国的开源项目,但一般价格较贵,整个一套估计要1000多,且对模友的基础要求较高,玩的人不是很多。
KK是法国的开源项目,国内许多团队利用其开源的特点,将硬件电路和程序照搬过来然后在市场上卖,竞争比较激烈,因此价格很便宜,贵一点的也就100多便宜的只要60左右,目前最新版本是KK5.5,与其他飞控相比,KK飞控只有一个低端的陀螺仪而且不含加速度计,因此不能实现自稳,但价格低廉是其最大的优势,而且支持固定翼模式,很多模友在玩。
KK flycam是韩国的模友在KK的基础上开发的,添加了加速度计,用了更好一点的陀螺仪,因此能实现自稳,价格为145美元,目前国内卖得一般是其山寨版本,功能差不多,只有280左右。
EAGLE N6是国内一个团队刚刚研发的,使用的AVR单片机且效果很不错,支持8种飞行模式,每次启动只需要将拨码开关拨至指定模式就完成了模式的切换,且其288元的价格得到了很多模友的追捧,美中不足的是其没有加速度计,不能实现自稳,航拍性能不好。
/item.htm?id=12801941326玉兔飞控也是近期比较热门的一种飞控,由国外模友研发,采用ARM处理器,售价为288元,性价比较高。
功能特点:•主处理器,ARM32位,主频50MHZ•可以支持140g的mini小4轴,要知道小4轴比大4轴更“贼”哦。
•板载高精度数字3轴陀螺仪和3轴加速度计,实现自动稳定和自动平衡。
•8路接收通道,除了主要的4个摇杆通道外,还可以定义辅助开关通道或云台控制通道。
飞行控制系统简介
飞行控制系统简介自动飞行控制系统飞行控制系统(简称飞控系统)的作用是保证飞机的稳定性和操纵性,提高飞机飞行性能和完成任务的能力,增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担.深圳市瑞伯达科技有限公司,致力于成为全球无人机飞行器领导品牌,是智能化无人机飞行器及控制系统的研制开发的专业厂商,生产并提供各行业无人机应用的解决方案。
产品线涵盖各种尺寸多旋翼飞行器、专业航拍飞行器、无人机飞行控制系统、无人机地面站控制系统、高清远距离数字图像传输系统、专业级无线遥控器、高精飞行器控制模块及各类飞行器配件飞行器的自动飞行一、问题的提出早在重于空气的飞行器问世时,就有了实现自动控制飞行的设想。
1891年海诺姆.马克西姆设计和建造的飞行器上安装了用于改善飞行器纵向稳定性的飞行系统。
该系统中用陀螺提供反馈信号,用伺服作动器偏转升降舵。
这个设想在基本概念和手段上与现代飞行自动控制系统有惊人的相似,但由于飞机在试飞中失事而未能成为现实。
60年代飞机设计的新思想产生了,即在设计飞机的开始就考虑自动控制系统的作用.基于这种设计思想的飞机称为随控布局飞行器(Control Configured Vehicle 简称CCV)。
这种飞机有更多的控制面,这些控制面协同偏转可完成一般飞机难以实现的飞行任务,达到较高的飞行性能.飞控系统分类飞控系统分为人工飞行控制系统和自动飞行控制系统两大类。
由驾驶员通过对驾驶杆和脚蹬的操纵实现控制任务的系统,称为人工飞行控制系统。
最简单的人工飞行控制系统就是机械操纵系统。
不依赖于驾驶员操纵驾驶杆和脚蹬指令而自动完成控制任务的飞控系统,称为自动飞行控制系统。
自动驾驶仪是最基本的自动飞行控制系统。
飞控系统构成飞控系统由控制与显示装置、传感器、飞控计算机、作动器、自测试装置、信息传输链及接口装置组成。
控制及显示装置是驾驶员输入飞行控制指令和获取飞控系统状态信息的设备,包括驾驶杆、脚蹬、油门杆、控制面板、专用指示灯盘和电子显示器(多功能显示器、平视显示器等)。
各类型飞控对比
玉兔飞控
零度飞控
• 价格:888~8999元,各个档次
• 零度智控(北京)智能科技有限公司,专业无人机航拍领航者, 国内大疆的主要竞争对手 • 优点:功能该有的都有了 • 缺点:贵!
零度飞控
零度飞控
大疆飞控
• 价格:A2:7999 WooKong-M:5999 NAZA-M V2:1999 NAZA-M Lite:999 • 优点:功能各种好,飞行各种稳 • 缺点:土豪才买的起
无 可加装 可加装 可加装 可加装 可加装
简单
简单 难 难 简单 简单 简单
难
难 简单 简单 简单 简单 简单
50元
7比
市面上飞控类型
• KK , QQ , MWC , APM ,玉兔,零度,大疆 • MK、EAGLE N6、FF、FC1212-S、FY等等
KK飞控
• 价格:50元 • KK是法国的开源项目,国内许多团队利用其开源的特点,将硬件 电路和程序照搬过来然后在市场上卖,竞争比较激烈,因此价格 很便宜,贵一点的也就100多便宜的只要50左右,目前最新版本 是KK5.5,与其他飞控相比,KK飞控只有一个低端的陀螺仪而且不 含加速度计,因此不能实现自稳,但价格低廉是其最大的优势。 • 总结: 优点:调试简单,价格便宜; 缺点:功能简单,不能自稳,不能定高,不能姿态控制,无GPS。
MWC飞控
APM飞控
• 价格:280元
• 是通用的开源固件,是当前国外开源飞控市场上占有率最高之一 的产品,与MWC类似。 • 优点:可实现自稳,定高,姿态控制,支持地面站、PC控制 • 缺点:调试复杂
与MWC比较,在国内APM卖得更多,扩展功能更强,调试比MWC 稍简单
APM飞控
玉兔飞控
开源飞控介绍
开源飞控介绍
所谓开源飞控就是建⽴在开源思想基础上的飞⾏⾃主控制器项⽬(Open Source AutoPilot),同时包含开源软件和开源硬件,⽽软件则包含
飞控硬件中的固件和地⾯站软件。
⼀开源飞控发展
第⼀代开源飞控系统使⽤Arduino或其他类似开源电⼦平台为基础,扩展连接各种MEMS传感器,能够让⽆⼈机能平稳地飞起
来。
主要特点是模块化和可扩展能⼒。
第⼆代开源飞控系统⼤多拥有⾃⼰的开源硬件、开发环境和社区,采⽤全集成的硬件架构。
主要特点是⾼度集成、⾼可靠,其功能已经接近商业⾃动驾驶仪
第三代开源飞控系统将会在软件、⼈⼯智能以及云应⽤⽅⾯进⾏⾰新。
加⼊集群飞⾏、图像识别、⾃主避障、⾃动跟踪飞⾏等⾼级飞⾏功能,向机器视觉、集群化、开发过程平台化的⽅向发展。
⼆开源飞控介绍
Arduino飞控
APM飞控
PX4和PIXHAWK
Openpilot和Taulabs
Multiwiicopter
KK飞控
Paparazzi
三主要平台对⽐。
国内外比较好的几款飞控系统介绍和性能配置
国内外⽐较好的⼏款飞控系统介绍和性能配置国内外⼏款⽐较好的飞控产品(1)零度智控的YS09飞控套件主要参数:开发板硬件资源介绍电源芯⽚LM2596-5,允许输⼊7~20V电压,为电路板提供稳定5V;LM2677,为舵机、接收机提供6V电压,统⼀供电。
中央处理器CPU ATMEL公司的AT91RM9200,⼯业级,主频200MHZ。
外部动态存储器1⽚SDRAM,HY57V641620E。
FLASH 1⽚512K的DATAFLASH;可扩充32M的FLASH,RC28F320J3C-125。
串⼝4个全双⼯串⼝,包含1个DBG⼝。
调试及下载接⼝⼀个标准10芯JTAG⼝。
FPGA ALTERA公司的CYCLONE系列EP1C3T100。
LED指⽰灯两个贴⽚LED,可由程序及FPGA代码控制点亮与熄灭。
GPS模块UBLOX的LEA-4S,⽀持4HZ刷新率。
压⼒计集成IMU 两个MS5534A⽓压传感器,数字SPI总线,精度0.1mba,可获得⽓压⾼度与空速。
Analog Devices公司新推出的3轴加速度计与3轴陀螺仪集成器件ADIS16355,IMU整体解决⽅案,消除正交误差。
电压转换芯⽚⼀⽚AD7998,8个独⽴通道,12位转换精度,TWI总线。
其它留有系统扩展接⼝,输出到舵机的信号全部由驱动芯⽚74LVC16245进⾏了隔离。
图13 YS09飞控正视图图14 YS09飞控后视图(2)北京普洛特⽆⼈飞⾏器科技有限公司的UP30/40飞控系统UP30性能参数:集成3轴MEMS加速度计、速率陀螺,GPS,空速传感器,及更⾼精度的全数字⽓压⾼度计供电范围扩展为4~26V,很多电动飞机的动⼒电可以直接给其供电体积相对UP20更⼩巧,仅为40X100X12mm3,重量26g外部接⼝和任务功能灵活且可以定制可内置3轴电⼦罗盘,⽀持3轴云台控制具备GPS/INS惯性导航功能,满⾜在丢星情况下返回起飞点舵机扩展到10~24个,分别可以执⾏飞⾏控制和其他任务⽀持国产低速通讯电台(最低波特率⾄1200bps),使得通讯距离更远、更可靠、误码率更低2~6个10位AD,1路16位AD,充分满⾜任务数据采集需求⼤⽓数据探测能⼒,可以观测⼤⽓温压湿,以及风向风速具备UP20所具备的定时定距以及定点的航拍功能具备2路转速监测,特别适合于双发动机的⽆⼈机、⽆⼈飞艇的转速监测新的电⽓停车功能⽀持除了原来的磁电机发动机(如⼩松系列),还⽀持CDI点⽕的发动机(如3w等)⽀持全⾃动伞降;可连接超声波⾼度传感器实现全⾃动的滑跑降落,只需要在地⾯站上指定降落点与⽅向以及左右盘旋,飞控⾃动推算下滑航线。
APM飞控系统详细介绍
APM飞控系统详细介绍APM飞控系统的硬件部分主要由处理器、传感器模块和扩展模块组成。
处理器采用32位的ARM Cortex-M4内核,性能强大,能够处理复杂的算法和控制逻辑。
传感器模块包括加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等,用于测量无人机的姿态、运动状态和环境参数。
扩展模块可以根据具体需求增加,如GPS模块、无线通信模块等,可以实现定位和遥控功能。
APM飞控系统的软件部分主要由固件和地面站软件组成。
固件是嵌入在硬件中的软件程序,实现了飞行控制算法和导航功能。
固件基于开源协议发布,可以在开源社区中进行开发和修改。
地面站软件是一款PC端软件,用于与无人机通信、调试和飞行参数的设置。
地面站软件支持Windows、Mac和Linux等多个操作系统,用户可以通过USB或无线通信与飞控系统进行交互。
APM飞控系统具有多种飞行模式,包括手动模式、稳定模式、定高模式、定点模式、自动模式等。
手动模式下,飞行员可以通过遥控器直接控制飞行器的姿态和运动。
稳定模式下,飞控系统会自动控制飞行器保持平稳飞行。
定高模式下,飞行器会自动控制飞行高度,保持稳定飞行。
定点模式下,飞行器会自动控制飞行位置,保持固定的坐标。
自动模式下,飞行器会根据用户设置的任务点和航线自主飞行。
APM飞控系统还支持一系列高级功能,如航点导航、飞行轨迹规划、跟踪目标、自主避障等。
航点导航功能可以实现无人机按照预设的航点序列自主飞行。
飞行轨迹规划功能可以根据用户设置的起始点和目标点规划最优飞行路径。
跟踪目标功能可以通过视觉或无线信号识别目标物体并进行跟踪飞行。
自主避障功能可以根据传感器获取的环境信息进行障碍物的避让。
这些高级功能大大增强了无人机的自主性和智能性。
总之,APM飞控系统是一款功能强大、灵活可扩展的飞行控制系统。
它广泛应用于无人机领域,可用于各种类型的飞行器,包括多旋翼、固定翼和垂直起降等。
作为开源项目,APM飞控系统吸引了众多开发者和爱好者的参与,形成了庞大的用户社区,用户可以从社区获取和共享各种有用的资源和经验。
就我拥有的四轴飞控做一个比较(KK、MWC、玉兔、FF)
就我拥有的四轴飞控做⼀个⽐较(KK、MWC、⽟兔、FF)我之前从未飞过直机,先后飞过的四轴飞控有KK、⽼乔牌MWC、⽟兔、FF,现在就这四款飞控作⼀下个⼈的使⽤测评。
KK是我⼊门四轴的第⼀块飞控,可以这么说,⾃从MR将KK的暴利打成了原形,才有了今天多旋翼的如此流⾏。
我先后⼀共拥有过六块KK,第⼀块KK是168元买的散件,后来承蒙某商家搞活动,送了我5⽚KK的PCB空板,我⾃购元件,焊出了五板:em00: 。
KK的使⽤确实⽐较简单,调试也⾮常简便,这才让我对四轴彻底的⼊了迷,但KK由于没有⾃稳功能,导致了多次在飞远后或有风天因为看不清姿态⽽炸机收场。
初飞KK时,我创下了⼀块电池的飞⾏内炸了⼋⽀桨的纪录,⼀个星期炸了100元的时候的1045正反桨还很贵,⼀⽀5块5,炸起来真是⾁痛:em17: 。
后来⼊了LAMA桨,炸桨再也不⼼痛了。
还引领了⼀次LAMA桨的风潮,导致淘宝上的某商家⼀天销售LAMA桨数千⽀的热潮:em15:的总结是:便宜、调试简单、升级固件⽅便、⽀持单轴到N轴的飞⾏模式,但功能⽐较少,是带领⼴⼤模友⼊门四轴的功⾂。
并且始终感觉KK是练技术的第⼀选择。
对KK的总结后来⼊⼿了⽼乔的MWC飞控,第⼀次体会到了⾃稳的乐趣,只要⼀松杆,飞机马上就能恢复到⽔平状态,感觉真是太爽了,也体会到了罗盘的作⽤,只要罗盘⼀开,⽅向就能锁得死死的,但⽓压定⾼,感觉从来没有⽣效过,感觉应该是定⾼的算不过MWC的调试确实很难,有时候不怎么调,都能好飞得不得了,有时候却会很难飞,所幸的是,⽼乔的售后做的⾮常好,经常半夜帮我远程调机,并且⽼乔也有详细的教程。
但估计由于MWC的作者是国外的,有时很难正确理解到MWC原作者件的PID也没有⼀个很好的理解,我们的意见也⽆法得到作者的⽀持。
后来MWC也有了CF功能,由于我的飞控寄回给⽼乔升级了,现在新的机架还没有,⼀直没有真正的体会过。
对MWC总结总结:调试⽐较⿇烦,调试好了,⾮常好飞;英⽂好的模友,可以看看官⽹,可能会有⽐较⼤的收获;⽓压定⾼效果⼀般;⽼乔的服务很好;那份教程是⽬前见过最详细的。
常见飞控
从Boeing777看现代飞行控制系统的组成和功能
Actuator Control Electronics
Redundancy in the form of FOUR ACEs
Provide an Interface between the FBW analog domain & digital domain.
The PFCs receive the airplane inertial and air data from the ADIRU / SAARU
Surface Commands are transmitted to the ACEs via the ARINC Bus
ACEs convert the digital commands to analog commands to electrically control the Actuators.
Three Primary Flight Computers provide Triple redundant computational channels for the primary flight control system.
Each PFC receives data from all three ARINC Control buses. Each PFC transmits data on its associated bus only.
Each lane contains it’s own power source. Each lane has it’s own ARINC 629 terminals to communicate with the buses.
(增加U22)浅析Arkbird、MFD、APM、Pix飞控优缺点
(增加U22)浅析Arkbird、MFD、APM、Pix飞控优缺点本帖最后由小艺的忆于 2016-7-28 09:38 编辑入FPV坑已经有一段时间了,抱着新人对一切充满好奇的心态,已经分别使用过Arkbird、MFD(果子)、APM、Pix等飞控,已经对各飞控平台有了一定了解,现在在此根据个人经验分享一下使用体验,大家多多交流,老鸟勿喷。
1. Arkbird2.0刚入坑的时侯恰逢Arkbird 2.0 面市,被其强大的市场推广(品牌塑造)所蛊惑,随即入手成为最早使用2.0的一批玩家,先说说其优点:A2.0飞控和各个配件乃至包装都是十分用心,做工精良,飞控、GPS、空速管等封装精美,1.0我没有用过,就2.0而言我认为功能已经比较全面了,云台增稳输出和襟翼控制(自动襟翼和缓放)功能相当实用,刚刚更新推出地面站功能,全中文OSD设置界面也十分简便快捷,很容易上手,无缝配合a家的433和aat使用体验很好,接线也很简洁,感觉Arkbird正在全力打造自己品牌和产品生态圈,比较有活力,客服态度很积极,群主回复技术问题很迅速,固件改良升级频率也教高,不得不说A2.0的缺点也是比较明显的,可以看得出a2.0精心设计的高清战斗机osd界面是其卖点之一,但我个人的使用体验并不是太好:画面元素过于堆叠拥挤,字体边缘粗糙模糊,画面中间三道人工地平线占据了很大面积,在飞行过程中大范围活动,十分影响欣赏航拍风景体验,另外其默认界面又过于索然乏味,体验一般;我认为A2.0最大的一个槽点就是升级方式,飞控的升级需要分上下层分别插串口转usb升级,其中下层还必须上网注册,上层升级接口在飞控内部,需要把飞控整个拆下来线拔掉卸开螺丝去掉外壳才能接数据线,十分坑爹,为此不知道浪费了多少3M胶。
A433:就目前我实用的感受而言,表现还算不错,飞10km信号还是99,就是高功率模式发热量巨大,转发模式一块3s2200供电最多1小时就没电了。
国内常用农业植保机飞控实力较量,哪家更强?
国内常用农业植保机飞控实力较量,哪家更强?无人机农业植保是继航拍后,被业内最为看好的领域之一,众多无人机企业加入植保领域大战,不过,虽然加入植保领域的无人机企业是以百计数,但是真正拥有农业植保飞控研发能力的企业并不多,今天,我们就来盘点下,国内常用农业植保机飞控到底有哪些?到底哪款飞控实力更强呢?一、极飞科技--SUPERX2农业飞控极飞科技2012年进入农业植保领域,是较早转型进入农业植保领域的企业。
极飞除了推出农业植保整机,也研发出了一款专门用于植保无人机的飞控系统——SUPERX2 。
SUPERX2于2016年初正式对外公布,不过,其售价往往会让很多植保用户感觉有点压力,整套接近2万元。
SUPERX2支持自主飞行控制,可根据预先设置的航线与参数,实现自主起飞、自动飞行与降落。
SUPERX2 能够针对不同作物与环境,匹配飞行速度和喷洒流量,实现精准喷洒;支持断点续喷。
SUPERX2 可与极飞科技研发的A1手持地面站相结合,自动完成航线规划,便捷实用。
优势:进入植保领域早,技术积累较强,配套飞控使用的周边产品也比较全面。
劣势:价格较高,性价比较低。
毕竟许多植保用户都吐槽过等有钱了再考虑极飞……二、上海极翼--K3-A农业植保专用飞控极翼是一家以研发无人机飞控、云台等核心组件为主要业务的无人机企业,先后推出了p2、p2 pro、p2 prov2等消费级飞控及多款手持云台。
新近推出的K3-A作为极翼农业植保主推的飞控产品,在性价比和功能稳定性上都比较有优势,价格预计在千元级别。
K3-A飞控支持4轴、6轴、8轴多旋翼,完全工业一体化设计,内置多种农业植保模式和专属功能,支持纯手动、半自主及完全自主航线飞行,可实时监测药物流量,智能匹配喷洒量,并且配备专业植保地面站。
可以手机调参,实现定高定速飞行、AB点半自主飞行、航线规划,支持断点续喷,一键侧移、姿态-自稳模式、GPS-速度模式、GPS-角度模式等多种操控模式。
飞控,最全面的无人机飞控讲解,带你了解导航飞控系统的功能
飞控,最全⾯的⽆⼈机飞控讲解,带你了解导航飞控系统的功能导航飞控系统定义:导航飞控系统是⽆⼈机的关键核⼼系统之⼀。
它在部分情况下,按具体功能⼜可划分为导航⼦系统和飞控⼦系统两部分。
导航⼦系统的功能是向⽆⼈机提供相对于所选定的参考坐标系的位置、速度、飞⾏姿态、引导⽆⼈机沿指定航线安全、准时、准确地飞⾏。
完善的⽆⼈机导航⼦系统具有以下功能:(1)获得必要的导航要素,包括⾼度、速度、姿态、航向;(2)给出满⾜精度要求的定位信息,包括经度、纬度;(3)引导飞机按规定计划飞⾏;(4)接收预定任务航线计划的装定,并对任务航线的执⾏进⾏动态管理;(5)接收控制站的导航模式控制指令并执⾏,具有指令导航模式与预定航线飞⾏模式相互切换的功能;(6)具有接收并融合⽆⼈机其他设备的辅助导航定位信息的能⼒;(7)配合其他系统完成各种任务飞控⼦系统是⽆⼈机完成起飞、空中飞⾏、执⾏任务、返⼚回收等整个飞⾏过程的核⼼系统,对⽆⼈机实现全权控制与管理,因此飞控⼦系统之于⽆⼈机相当于驾驶员之于有⼈机,是⽆⼈机执⾏任务的关键。
飞控⼦系统主要具有如下功能:(1)⽆⼈机姿态稳定与控制;(2)与导航⼦系统协调完成航迹控制;(3)⽆⼈机起飞(发射)与着陆(回收)控制;(4)⽆⼈机飞⾏管理;(5)⽆⼈机任务设备管理与控制;(6)应急控制;(7)信息收集与传递。
以上所列的功能中第1、4和6项是所有⽆⼈机飞⾏控制系统所必须具备的功能,⽽其他项则不是每⼀种飞⾏控制系统都具备的,也不是每⼀种⽆⼈机都需要的,根据具体⽆⼈机的种类和型号可进⾏选择、裁剪和组合。
传感器⽆⼈机导航飞控系统常⽤的传感器包括⾓速度率传感器、姿态传感器、位置传感器、迎⾓侧滑传感器、加速度传感器、⾼度传感器及空速传感器等,这些传感器构成⽆⼈机导航飞控系统设计的基础。
1.⾓速度传感器⾓速度传感器是飞⾏控制系统的基本传感器之⼀,⽤于感受⽆⼈机绕机体轴的转动⾓速率,以构成⾓速度反馈,改善系统的阻尼特性、提⾼稳定性。
常见各种飞控
1.极翼P2价格599包括GPS×1 飞控×1 电源指示灯×1支持800mm轴距以内的四旋翼×字、十字,六旋翼×字、十字,六旋翼正Y字、反Y字支持490HZ以下PWN电调类型支持PPM、S-BUS和普通PWN接收机飞行模式(姿态模式、GPS模式、无头模式、一键返航)失控保护功能、运动模式切换(飞行手感不同)内置失控悬停和返航、低电压报警保护链接调参软件有问题,有时需重新下载驱动更改设置或者转接USB2.0接口, 但调参较为简单2.极飞MINIX价格699~785包含有GPS和飞控模块支持手动模式、姿态模式和GPS模式安全模式下支持多种选项:失控返航、一键返航、自动降落遥控器要求Futaba内置黑匣子记录飞行数据智能低电压保护内置调参软件,无需安装驱动和软件,但调参校准较为复杂,支持数字地面通信和控制模块,兼容安卓平板APP操作3.深圳大疆Naza-M Lite价格999包含有飞控主模块、GPS模块、多功能模块支持手动模式、姿态模式和GPS模式支持失控保护模式自动下降或自动返航降落支持智能方向控制(航向锁定)支持云台功能低电压保护功能一般不会有太大问题,调参较为简单方便,此飞控多用于四轴与六轴,支持二轴云台4.零度智控X4价格600~900(淘宝)支持自动起飞与自动返航降落功能、手动模式、姿态模式和GPS模式内置黑匣子记录飞行数据支持失控返航功能、智能航向锁定,内置云台曽穏,断桨保护功能(六轴以上功能) WIFI扩展功能、支持手机APP或PC地面站,语音播报功能,低电压震动提醒(手机端)专业级别飞控系统,官网下载的驱动有时无法连接调参软件,需找客服解决,调试校准较为简单5.零度智控S4价格600~800(淘宝)包含主控制器,GPS,LED指示灯和电源模块支持手动曽穏、手动定高、自动悬停、返航降落、失控返航功能或失控自动悬停功能支持云台功能入门玩家级别飞控,普通正常功能应有具有6.APM价格300~800(淘宝)包含有主控模块和GPS模块支持稳定模式、定高模式、悬停模式、简单模式、返航模式、自动模式失控保护功能开源飞控,可以扩展多种功能,可支持数传7.MWC价格300~800(淘宝)包括有飞控主模块、GPS模块支持GPS飞行模式、姿态飞行模式、手动飞行模式支持安全模式返航功能支持云台和数传功能很多DIY玩家的选择,开源飞控,可以扩展很多功能,可支持数传8.QQ飞控价格50~100(淘宝)支持最基础的飞行功能,有自稳功能适合刚接触的航模爱好着学习飞控知识,练习飞行技术9.CC3D价格50~100支持基础飞行,手动飞行,可实现自稳功能10.大飞鲨SharkX8价格200~350支持姿态、高度、GPS、返航、失控返航6种飞行功能支持一键返航、失控保护和低电压保护功能使用方便,调参校准简单,功能强大包含有正常飞行的六大模式和安全模式。
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国内外几款比较好的飞控产品
(1)零度智控的YS09飞控套件
主要参数:
开发板硬件资源介绍
电源芯片LM2596-5,允许输入7~20V电压,为电路板提供稳
定5V;LM2677,为舵机、接收机提供6V电压,统
一供电。
中央处理器CPU ATMEL公司的AT91RM9200,工业级,主频200MHZ。
外部动态存储器1片SDRAM,HY57V641620E。
FLASH 1片512K的DATAFLASH;可扩充32M的FLASH,
RC28F320J3C-125。
串口4个全双工串口,包含1个DBG口。
调试及下载接口一个标准10芯JTAG口。
FPGA ALTERA公司的CYCLONE系列EP1C3T100。
LED指示灯两个贴片LED,可由程序及FPGA代码控制点亮与熄
灭。
GPS模块UBLOX的LEA-4S,支持4HZ刷新率。
压力计
集成IMU 两个MS5534A气压传感器,数字SPI总线,精度0.1mba,可获得气压高度与空速。
Analog Devices公司新推出的3轴加速度计与3轴陀螺仪集成器件ADIS16355,IMU整体解决方案,消除正交误差。
电压转换芯片一片AD7998,8个独立通道,12位转换精度,TWI
总线。
其它留有系统扩展接口,输出到舵机的信号全部由驱动
芯片74LVC16245进行了隔离。
图13 YS09飞控正视图
图14 YS09飞控后视图
(2)北京普洛特无人飞行器科技有限公司的UP30/40飞控系统
UP30性能参数:
•集成3轴MEMS加速度计、速率陀螺,GPS,空速传感器,及更高精度的全数字气压高度计
•供电范围扩展为4~26V,很多电动飞机的动力电可以直接给其供电
•体积相对UP20更小巧,仅为40X100X12mm3,重量26g
•外部接口和任务功能灵活且可以定制
•可内置3轴电子罗盘,支持3轴云台控制
•具备GPS/INS惯性导航功能,满足在丢星情况下返回起飞点
•舵机扩展到10~24个,分别可以执行飞行控制和其他任务
•支持国产低速通讯电台(最低波特率至1200bps),使得通讯距离更远、更可靠、误码率更低
•2~6个10位AD,1路16位AD,充分满足任务数据采集需求
•大气数据探测能力,可以观测大气温压湿,以及风向风速
•具备UP20所具备的定时定距以及定点的航拍功能
•具备2路转速监测,特别适合于双发动机的无人机、无人飞艇的转速监测
•新的电气停车功能支持除了原来的磁电机发动机(如小松系列),还支持CDI点火的发动机(如3w等)
•支持全自动伞降;可连接超声波高度传感器实现全自动的滑跑降落,只需要在地面站上指定降落点与方向以及左右盘旋,飞控自动推算下滑航线。
•支持各种起飞方式的全自动起飞
•使用新一代GPS模块,50通道,具备-160dB的接收灵敏度,冷启动定位仅需要29秒,具备GPS、GALILEO、SBAS等多重定位源定位能力。
•软件设定,支持24个方向的安装
•软件设定使用接收机类型或者无接收机
•更大的照片pos数据容量,2978张
图15 UP30及其配套的500mw数传电台
(3)北京航空航天大学研发的iFLY40飞控
iFLY40是北京航空航天大学自行研制的具有自主知识产权的新一代自动驾驶仪。
iFLY40内部集成了三轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS加速度计、微型气压高度计、微型空速传感器、微型磁通门、微型GPS接收机等,功能齐全,性能与国外同类产品相当。
而且iFLY40通过捷联解算可以实时测量出飞机的三轴航姿,从而能够实现类似大中型无人机的精确姿态控制,这是绝大多数同类产品所不具备的功能。
iFLY40还有一个特点是可以实现系统软硬件的重新定制,使之更适合于某种特定的飞行平台或任务,这是国外同类产品无法比拟的。
主要特点:
◆集成GPS接收机、三轴MEMS陀螺和三轴MEMS加速度计、气压高度计和气压空速计、数字磁罗盘
◆双ARM7TDMI内核CPU,分离的任务导航和飞行控制计算
◆16通道GPS接收机,4Hz输出,35秒快速定位时间,2.5米CEP精度
◆三维航迹和航速保持,多种航迹跟踪模式选择
◆基于捷联姿态解算和双矢量姿态解算的数据融合,在稳定控制的基础上实现姿态控制
◆反馈PID和前馈式控制算法,保证良好的飞行姿态
◆由混合分配表输出舵面舵机,可方便的设置混控和调整中位
◆包含电子地图功能的地面站软件,可在线更改航线和任务,可实时进行半自主式遥控,并可以实时记录飞行数据和离线回放
◆包含路由能力的通讯服务,可以方便的形成无人机组网系统,且协议对用户开放
◆独立的手动/自动切换模块,更好的可靠性和可用性,兼容所有常见RC设备,并提供RC遥控超距监测和保护功能
◆可在线调整和保存所有控制参数,附带使用方便的独立式参数调整软件
◆可实时遥测飞行状态数据,自动驾驶仪内部的在线数据记录时间可达6.8小时(所有遥测数据全部记录)
◆包含主电源电压过低、舵机电压过低、GPS定位精度过低、高度过低、高度过高、速度过低、姿态超限、用户自定义等各种特殊情况下的应急处理机制
◆支持RS-485、RS-422、RS-232、TTL电平等多种接口的数据链路
◆体积仅70×35×35mm,重量仅57g,功耗仅160mA @ 7.2V
图16 iFL Y40飞控盒
图17 iFL Y40专业板内核电板
(4)加拿大Micropilot公司MP2028飞控
加拿大Micropilot的自动驾驶仪:MP2028, MP2128, MP2128Heli 世界上最小的自动驾驶仪,集成了无人机自动驾驶仪的全部功能,性能非常优越。
特点:
·体积小、重量轻
·调试方便,简单
·自带超声波高度传感器,能垂直起飞、降落
应用:
·航模无人机自主飞行试验
·小型测绘无人机航拍
规格:
重量28g(包括GPS接收机,陀螺仪及所有的传感器)
电流消耗(包括GPS接收机,陀螺,所有的产感器和
GPS天线
140mA @ 6.5V
供电电压 4.2到26V
长-宽-高10-4-1.5cm
支持现场软件升级
图18 MP2028飞控
(5)美国UA V Flight Systems 公司AP50飞控
1.自动驾驶仪的规格
●主板全重:45 克
●外形尺寸:140×48×25 毫米
●主板功耗:6.0 VDC 120 毫安
●最大速度:1275 公里/小时
●最大高度:5000 米
●破坏过载:100 G
●工作温度:-20 至+85 摄氏度
●环境湿度:95%(非凝结)
2.自动驾驶仪的特性
●8 路PID 飞行控制通道和一路PID 航线跟踪通道
●副翼、升降舵、油门、方向舵和襟翼五个操纵舵面
●全电子调谐传感器:俯仰陀螺、滚转陀螺、偏航陀螺、
两轴加速度计、空速传感器、气压高度计和主、备电源监视
器
AP50 驾驶仪具有支持电动飞机的功能,当系统电压低于设定值时,将自动关闭电动机并禁止其重新启动,为降落过程保存电力储备。
9.模数记录器
AP50 提供了二个8 位的A / D 模数记录通道,用于记录机载仪器的模拟数据。
8K 的缓存如果专门记录模拟数据,记录时间可长达一个小时。
10.安装和附件
AP50 驾驶仪装有传感器的一端指向机头方向安装,GPS 天线应安装在机身顶部;空速管探头用软管与AP50 的空速传感器连通;RC接收机使用随机提供的专用电缆与AP50 连接;其它线束可使用专门的连接器分别与舵机和电源等设备连接。
图19 AP50 飞控。