玩转四旋翼无人机（pixhawk飞控校准）
本文章主要介绍pixhawk的校准过程及其注意事项。
step 1 mount/飞控的安装方法
标准方向.飞控板上边的白箭头应该指向飞机的前方，飞控大致位于机身的重心（不论是水平方向还是竖直方向），也就是说飞控需要在机身中央的数个厘米之内，这个不是必须的要求，不过越近越好。另外使用减震球是必要的。
如果使用其他方向，需要在mission planner 中设置，见
step 2 connect/ 飞控的接线及供电方法
RCIN端口只能给低功率的器件供电，因此不能在接收机上直接连上伺服电机，或者其他的电机。
pxihawk 接线实物图
需要连接的主要器件是安全开关，蜂鸣器，GPS和电源模块（PM该模块及时稳压电源给pixhawk供电，也做电压电流计，测量电池的容量，在power端口）这几个都是必需的。
GPS安装注意事项。
1. 远离飞机，露出在天空中，远离电机和电调。
2. 箭头指向前方。
3. DC供电线应该长于10cm。
4. 模块最好是靠近含铁物质的金属物体，尽量弯曲电源线和地线。
GPS指示灯。供电的时候长亮，需要3D GPS lock的时候蓝灯闪烁。
必需插micro-SD卡。
连接接收机的一端至RCIN。注意正负极。如果是spectrum DSM / DSM2 DSM-X stateliteRC接收机，连接至端口SPKT/DSM。 飞控兼容PPM RC， SBUS RC和spectrum DSM。如果是PPM，那么需要使用PPM-SUM编码器，将PWM单通道汇总至单个线上。
PPM编码的用户手册(http://download.ardupilot.org/downloads/wiki/pdf_guides/PPM-Encoder-V3-Manual.pdf)
电机的连接方法，总的原则是motor i 对用pin i （i，2,3,4）。
安装实例
dji f330
说实话，看到这个飞机我就后悔了，我现在的机架跟这个一比真是差远了。
step 3 load firmware/烧写固件
连接飞控的micro-usb端口至电脑的USB，选择安装固件，这样会首先下载最新的固件，然后烧进飞控板中，其中不需要选择飞机是X还是+的，该设置在校准的步骤中进行。固件烧好之后，点击连接按钮，这时候在左侧的栏目中显示当前的飞控的状态信息，所有的警告信息都显示在上边的框里。
另外使用数传可以远程连接mission planner, 这时可以远程显示飞机的状态。
step 4 calibrate
frame type configuration
默认的机架的选择是X，如果可选择plus型。选择这个之后首先要进行compass的校准。
compass calibrate
在进行任何校准之前先要使能compass，（勾选这三个选项Enable compasses, Obtain declination automatically and Automatically learn offset）
- 首先选择px4/pixhawk,这时需要指定是否是某一个版本的固件.
- 如果外部的compass安装了一个非标准的方向，此时应该选择方向(在下拉框中默认值是ROTATION_NONE). 这里是相对于飞控而不是基体。
- 大部分用户使用live calibration，因此点击该按钮。
- 满满的旋转飞机保证每一个面指向地面数秒钟。
- 当数据足够的时候校准自动完成。
高级的设置请参考advance
compass setup
- 选择该compass使能，使能之后飞控将使用主要的compass得到heading data，否则heading data使用GPS估计。
- 选择主要的compass
radio calibration
遥控的模式1 左手油门，（这时左手油门和偏航throttle and yaw，右手滚转和俯仰pitch and roll），模式2右手油门，（这时左手滚转和俯仰pitch and roll，右手油门和偏航throttle and yaw）。
| 通道映射 | 功能 |
|---|---|
| 通道1 | roll |
| 通道2 | pitch |
| 通道3 | throttle |
| 通道4 | yaw |
| 通道5 | 飞行模式 |
可以修改默认的通道映射（http://ardupilot.org/copter/docs/common-rcmap.html#common-rcmap）。
当校准了飞行模式之后，可以按照[这里]（http://ardupilot.org/copter/docs/common-rc-transmitter-flight-mode-configuration.html#common-rc-transmitter-flight-mode-configuration）指定飞机的那些模式被那些开关使能。
连接飞控，打开RC接收机，确认接受和发射机连接完好，这时候接受显示绿色指示灯。
移动遥控上的推杆，拨动开关，红线显示推杆的极限位置的对应值，如果绿色条的移动方向和推杆的方向不一致，那么调整遥控器上的推杆方向。
accelerometer 校准
校准的位置为level, left side, right side, down, up, back
| 位置 | 放置方法 |
|---|---|
| level | 飞控水平放置 |
| left side | 左边，无USB一侧向下 |
| right side | 右边，有USB一侧向下 |
| down | 箭头朝下 |
| up | 箭头朝上 |
| back | 正面，指示灯朝下 |
其中注意
- 每一步按下键的时候飞机应该保持静止。
- 最好是在安装到飞机之前校准。这样避免了飞机的大小不合适翻转比较麻烦。
- 水平位置很重要，只有放的比较平的时候，飞控在飞行的时候会认为该方向为水平方向。
飞行模式校准
可以使能6各飞行模式，通过设置遥控器。
首先是飞行模式的设置，6个飞行模式。
可以是设置可用的飞行模式通过
- 打开遥控
- 连接飞控至mission planner
- 进入 Initial Setup | Mandatory Hardware | Flight Modes 界面
- 使用没一行下拉菜单选择飞行模式对应的PWM的频率。当旋转旋钮的时候，对应的飞行模式会高亮显示。
- 对于旋翼至少有一个模式是增稳模式
设置飞行模式对应的遥控的通道，通道5.发射机必须发射PWM信号有对应的频率范围，，这样使得映射每个模式到对应位置区间。
ESC校准
ESC电调有一些变化，主要依赖于自己使用的电调，所以这里需要参考ESC的说明文档。“all at once” 校准对于大部分ESC是有效的。本页面适用于3DR ESCs， DJI Opto ESCs 不需要校准，并且不支持校准。一些品牌的电调不允许校准。
safety check
进行这一步需要首先完成RC校准，连接ESCs和电机至飞控。另外确认飞机没有安装机翼，pixhawk不要和电脑连接。电池没有连接。
- 打开发射机，把油门推到最大。
- 连接电池，飞控红蓝黄周期性显示，这时表示飞控准备好进入电调校准模式。
- 油门保持最大，断电，在上电（电池）。
- 对于px4或者pixhawk, 按下安全开关，直到红色常亮。
- 现在飞控处于电调校准模式。等待飞控废除音乐声音，蜂鸣器显示你的电池的数量。另外2各蜂鸣器生意表明最大的油门捕捉到。
- 将油门推到最低。
- 这时电调发出一个长的鸣叫表示最小的油门捕捉到。校准步骤到此完成。
- 如果听到长鸣叫，这时电调激活，推动油门，电机开始转了，因此可以测试一下。
- 将油门推到最小，断电，出电调校准模式。
测试方法
- 保证发射机设置飞行模式为增稳模式，stablize Mode
- arm your copter
- 慢慢的推动油门，所有的电机的转速一致并且他们同时起转，如果没有同时起转并且转速相同，那么电调还没有校准好
- disarm 飞机
如果自动校准方式不行，那么尝试手动校准的方式。
推荐的电调的设置如下：
1. brake off
2. 电池类型，Ni-xx,即使使用的是锂电池，设置成这个模式会降低电调低压关闭电机的可能性。
3. cutoff mode：soft-Cut(default)
4. CutOff Threshold : Low
5. Start Mode: Normal (Default)
6. Timing: MEDIUM
arm step
在arm飞机之前应该确认所有的人和物体远离机翼，然后：
- 打开遥控（发射机）。
- 上电，红蓝灯会闪几秒钟，表示陀螺仪被校准了。
- pre-arm检查会自动运行，如果出现一些问题会闪2次黄灯（pixhawk）。红灯（APm2.x）
- 检查你的飞行模式限制在Stabilize, ACRO, AltHold or Loiter等中。
- 如果使用px4，按下安全开关知道灯长亮。
- 如果想尝试自动模式（Loiter, RTL, Drift, Auto or Guided modes），那么需要等30s，等待GPS搜寻至少3颗卫星，这时GPS得到3D锁，这给GPS的定位时间去部署，在APM2.x中GPS lock之后显示蓝灯，pixhawk会显示绿灯。
- 想要arm飞机，通过推油门至最低，rudder最右持续5秒，如果保持超过15s，会开始autoTrim特征。
- 一旦armed，arming light会长亮，机翼开始转。
- 推动油门。
如果油门保持最小超过15s，俺么飞机自动disarm。
disarm step
- 首先检查飞机的飞行模式切换回Stabilize, ACRO, AltHold or Loiter
- 保持油门最小，rudder最左超过2s
- APM闪烁红色arming light ，pixhawk闪烁绿色灯。
- 如果使用px4，按下安全开关直到开始闪烁。
- 断电
- 关掉遥控。
起飞前检查
pre-arm check
falure messages
compass 偏置值太高，主compass的偏置的长度 sqrt(x^2+y^2+z^2)>500的时候有问题。可能的原始距离金属物体太近，
对于新手的tips
首飞
把飞机置于水平地面，连接电池，不要移动飞机直到陀螺仪校准完成。（LED闪烁红色和蓝色），保证RC切换至Stabilize模式，慢慢推动油门直到飞机离开地面。
如果飞机flip，那么有可能是设置x/+错误或者是电机的转向有问题，或者机翼的方向有问题。可以[]这样](http://ardupilot.org/copter/docs/connect-escs-and-motors.html#connect-escs-and-motors-testing-motor-spin-directions)测试电机的转向。
如果一些控制反了，例如pitch和roll是反的，那么飞机移动的方向和推杆是相反的，那么需要调整两个通道的方向，参阅遥控的说明书。
如果起飞很平滑，出现一些偏航，这个正常，而且偏航不会超过30度，飞行一段时间之后会矫正回来。
飞机总是努力保持静止，“The copter should also tend to stay in place, and you shouldn’t have to fight strong tendencies to move left or right or forward or back.”，如果看到这样的现象，不要使用RC去纠正。这样的现象意味着飞机在校准的过程机架没有完全放平，或者电机是倾斜的。
建议
- 保证实在无风的环境中。
- 确保radio is not trimed
- 飞机上电的时候保持水平，允许陀螺仪初始化。
- Get above ground effect, around 3-4 feet is enough on most models.
- 不要从简单模式开始，从基本的增稳模式开始。
- 飞机在arm的时候确定自己的返航点，所以在自己期望的位置arm飞机。
关于飞机的警告
在飞机的飞行途中，需要警惕飞机电池的电量，如果电池的电量突然耗尽，之后那么飞机没有升力，没有控制，飞机有可能会发生翻转，坠毁。在首次飞行飞行时间一定要短，确定电量之后再飞。因此需要一个电压监控器。
refer
pdf guide
frame type
compass calibration
radio calibration
ESC calibration
PreARM check