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整套無(wú)人機(jī)飛控工作原理就是地面站開機(jī)，規(guī)劃航線，給飛控開機(jī)，上傳航線至飛控，再設(shè)置自動(dòng)起飛及降落參數(shù)，如起飛時(shí)離地速度，抬頭角度（起飛攻角，也稱迎角），爬升高度，結(jié)束高度，盤旋半徑或直徑，清空空速計(jì)等，然后檢查飛控中的錯(cuò)誤、報(bào)警，一切正常，開始起飛，盤旋幾周后在開始飛向任務(wù)點(diǎn)，執(zhí)行任務(wù)，最后在降落，一般郊外建議傘降或手動(dòng)滑降，根據(jù)場(chǎng)地選擇。飛機(jī)在飛行過(guò)程中如果偏離航線，飛控就會(huì)一直糾正這個(gè)錯(cuò)誤，一直修正，直到復(fù)位為止。

   無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的主要功能   

飛行狀態(tài)

飛控系統(tǒng)主要用于飛行姿態(tài)控制和導(dǎo)航，對(duì)于飛控而言，首先要知道飛行器當(dāng)前的狀態(tài)，比如：三維位置、三維速度、三維加速度、三軸角度和三軸角速度等，總共15個(gè)狀態(tài)。

由于多旋翼飛行器本身是一種不穩(wěn)定系統(tǒng)，要對(duì)各個(gè)電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行超高頻率地不斷調(diào)整和動(dòng)力分配，才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定懸停和飛行，所以，對(duì)于航拍無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，即使最簡(jiǎn)單的放開搖桿飛行器自主懸停的動(dòng)作，也需要飛控持續(xù)監(jiān)控這15個(gè)量，并進(jìn)行一系列“串級(jí)控制”，才能做到穩(wěn)定懸停，這一點(diǎn)肉眼看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但飛控系統(tǒng)里面的運(yùn)算其實(shí)是非常復(fù)雜的。

飛控系統(tǒng)最基礎(chǔ)也最難控制的技術(shù)難點(diǎn)，其實(shí)是要準(zhǔn)確地感知這一系列狀態(tài)，如果這些感知數(shù)據(jù)問(wèn)題或者有誤差都會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)做一些非正常的動(dòng)作。目前，無(wú)人機(jī)一般使用GPS、IMU（慣性測(cè)量單元）、氣壓計(jì)和地磁指南針來(lái)測(cè)量這些狀態(tài)。

GPS獲取定位、在一些情況下也能獲取高度、速度；IMU主要用來(lái)測(cè)量無(wú)人機(jī)三軸加速度和三軸角速度，通過(guò)計(jì)算也能獲得速度和位置；氣壓計(jì)用于測(cè)量海拔高度；地磁指南針則用于測(cè)量航向。

由于目前傳感器設(shè)計(jì)水平的限制，這些傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)都會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，并可能受到環(huán)境的干擾，從而影響狀態(tài)估計(jì)的精度。

為了保障飛行性能，就需要充分利用各傳感器數(shù)據(jù)共同融合出具有高可信度的15個(gè)狀態(tài)，即組合導(dǎo)航技術(shù)。組合導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合GPS、IMU、氣壓計(jì)和地磁指南針各自的優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)電子信號(hào)處理領(lǐng)域的技術(shù)，融合多種傳感器的測(cè)量值，獲得更精準(zhǔn)的狀態(tài)測(cè)量。

組合導(dǎo)航

為了提升航拍無(wú)人機(jī)的感知能力和飛行性能，除了以上基礎(chǔ)傳感器方案以外，現(xiàn)在主流的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品都加入了先進(jìn)的視覺(jué)傳感器、超聲波傳感器和IMU與指南針冗余導(dǎo)航系統(tǒng)。

雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)可根據(jù)連續(xù)圖像計(jì)算出物體的三維位置，除了避障功能以外還能提供定位與測(cè)速。

機(jī)身下方的超聲波模塊起到輔助定高的作用，而冗余的IMU和指南針在一個(gè)元件受到干擾時(shí)，冗余導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換至另一個(gè)傳感器，極大提高了組合導(dǎo)航的可靠性。

正是因?yàn)檫@些傳感器技術(shù)的完美融合，無(wú)人機(jī)有了智能導(dǎo)航系統(tǒng)，拓展了活動(dòng)環(huán)境，并提升了可靠性。

使用傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)在室內(nèi)等無(wú)GPS的環(huán)境中無(wú)法穩(wěn)定飛行，而智能導(dǎo)航系統(tǒng)在GPS信號(hào)良好時(shí)，可通過(guò)視覺(jué)提升速度和位置測(cè)量值的精度；在GPS信號(hào)不足的時(shí)候，視覺(jué)系統(tǒng)可以接替GPS提供定位與測(cè)速，讓無(wú)人機(jī)在室內(nèi)與室外環(huán)境中均能穩(wěn)定飛行。

智能導(dǎo)航系統(tǒng)引入了多個(gè)傳感器，數(shù)據(jù)量和復(fù)雜程度大幅提升，獲悉大疆其實(shí)針對(duì)視覺(jué)和傳感器對(duì)導(dǎo)航和飛行控制算法進(jìn)行多次系統(tǒng)重構(gòu)，增加新的軟件模塊與架構(gòu)，全面提升了飛行的性能與可靠性。

控制性能

飛控系統(tǒng)先進(jìn)的控制算法為航拍無(wú)人機(jī)的飛行和操控帶來(lái)了很高的控制品質(zhì)，比如在普通狀態(tài)下的表現(xiàn)是控制精度高，飛行穩(wěn)定，速度快。高速飛行不僅對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)有較高的要求，更重要的是飛控要達(dá)到很高的控制品質(zhì)和響應(yīng)速度，除高速飛行以外，飛行器在懸停和慢速控制上也能達(dá)到很高的精度。

另外，在設(shè)計(jì)飛控時(shí)，不僅需要考慮到正常飛行狀態(tài)的控制精度，如懸停位置控制精度，姿態(tài)控制精度等，還需要加強(qiáng)了異常飛況的控制品質(zhì)。如在飛行器斷槳、突然受到撞擊、突加負(fù)重或被其他外力干擾后，控制恢復(fù)能力更強(qiáng)，魯棒性較強(qiáng)，能夠應(yīng)對(duì)很多極端狀況，這對(duì)于飛行安全性來(lái)說(shuō)尤其重要。

故障診斷

在起飛前或飛行過(guò)程中，任何微小故障都有可能引發(fā)飛行事故。

如果飛控系統(tǒng)能實(shí)時(shí)不斷地進(jìn)行故障監(jiān)控與故障診斷，就能大幅降低事故發(fā)生的概率。飛控系統(tǒng)可以監(jiān)控諸如振動(dòng)、電壓、電流、溫度、轉(zhuǎn)速等各項(xiàng)飛行狀態(tài)參數(shù)，并通過(guò)這些監(jiān)控特征信號(hào)進(jìn)行故障診斷。但是這些信號(hào)往往是復(fù)雜且沒(méi)有明顯規(guī)律的，只有通過(guò)對(duì)大量故障數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，用深度學(xué)習(xí)技術(shù)建立了飛控故障診斷系統(tǒng)，采用模式識(shí)別判定故障發(fā)生的概率，這套系統(tǒng)才能判定從空中射槳到IMU故障診斷等，對(duì)故障進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，或進(jìn)行應(yīng)急處理，使飛行變得更加安全。

只有最快速監(jiān)測(cè)并判定故障，同時(shí)在剎那之間飛控系統(tǒng)采用正確信息進(jìn)行飛行操控，飛行器其實(shí)是在自己“分析并拿主意”。到這時(shí)，從某種意義上說(shuō)，那就是真正的“智能機(jī)器人”。

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