无人机飞行控制基础

坐标系统

描述无人机的运动依赖于无人机的位置以及它的方向。常见的主要有两种坐标系统：无人机坐标系和大地坐标系

无人机坐标系

无人机坐标系是相对于无人机自身的坐标系统。如下图。坐标原点位于无人机质心，三个坐标轴互相垂直。

无人机转动也使用同样的轴来描述，对应于X, Y和Z轴分别命名为滚动(roll)，俯仰(pitch)和偏航(yaw)。

大地坐标系

大地坐标系或者世界坐标系也是一个流行的坐标系，X, Y和Z轴分别对应于北，东和下方向，被称为NED（North-East-Down）。

 

姿态与飞行

节流阀，滚动，俯仰和偏航配合在一起，使得无人机可以在空间中自由移动

俯仰（Pitch）

通过调节俯仰使得无人向前或向后。例如后部的螺旋桨旋转快于前部螺旋桨，则无人机向前倾。

滚动（Roll）

滚动类似于俯仰，只是换了一个轴。例如向左滚转通过右侧螺旋桨旋转快过左侧螺旋桨来实现

偏航（Yaw）

偏航改变无人机的飞行指向。

无人机一半的螺旋桨顺时针旋转，另一半逆时针旋转。如果转速都相同，则无人机保持稳定。如果其中一半旋转快于另一半，则无人机开始旋转偏航

节流阀（Throttle）

节流阀控制无人机的推力。控制节流阀大小可以调节无人机的上下。尽管如此，当无人机不水平的时候，节流阀的大小可以产生水平方向的运动

 

智能方向控制（Intelligent Orientation Control）

智能方向控制定义了无人机如何解释对应的前后左右控制命令

默认情况下，无人机以自身为参考方向，向左命令使无人机向它的左侧飞行。但是当无人机被远程控制时，这种模式容易引起误解，因为远程操作时不知道无人机的朝向。

因此大疆提供了两种模式方便远程操作，航线锁定和起飞点锁定模式。这两种模式使用飞手朝向为参考而不是无人机

航线锁定模式

在这种模式下，无人机飞行方向均相对于预先选定的方向

起飞点锁定模式

起飞点锁定模式下无人机方向均是径向地相对于起飞点，下图简单可见