无人机自主飞行实战入门-第一课（简介）

研究的意义：对人类操作的严重依赖，严重阻碍了泛无人机行业的发展。

飞行汽车（UAM）即将到来，不论是从成本还是安全考虑都需要自主飞行。

传统飞控基于STM32架构设计，无法满足更智能功能所需的计算量，飞控是为了无人机位姿控制所设计，人类操控依然in the loop。

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”。利用无线电遥控设备和自备的控制导引程序的不载人飞机，或者有机载计算机完全或间歇地自主操作。

无人机中自动驾驶的等级，与车辆无人驾驶的划分是一样的。

无人机的分类

1.旋翼机；以螺旋桨旋转作为升力的主要提供办法，通过调整螺旋桨转速来维持无人机姿态的无人机。

 

2.直升机；同过螺旋桨旋转提供升力，通过调整主桨螺距或转速改变升力大小变化。同构十字盘完成对不同角度螺距的控制，通过调整尾桨螺距或者转速来完成航向的变化。

3.固定翼；通过翼面提供主要升力，并通过螺旋桨前拉或者后推维持空速。

另一种固定翼，垂起固定翼；旋翼与固定翼的结合体，通过旋翼部分完成起降，在实际工作阶段使用固定翼动力模型完成飞行任务。

多旋翼部件组成：• 飞控；• GPS RTK；• 数传；• 电调；• 电机；• 螺旋桨；• GAAS 视觉任务模组

开源飞控发展简史

• 开源飞控鼻祖Paparazzi（PPZ），创办于2003年，众多飞控前身。

• Arduino 开源飞控，是由六位意大利交互设计学院的同学，于2005年开发创办开发。

Multi Wii Copter （MWC）是 Arduino 框架的衍生品 。

• OpenPilot 开源飞控 ，由OpenPilot社区在2009年推出。

• Ardupilot 由 3DR 的 Chris Anderson 在2009年开始推动。

• Pixhawk 由 PX4 团队和 3DR 于 2013 年联合开发。

GPS

• 用于接收 GPS 信号 ，并获取当前 GNSS 信息。

• 提供地磁信息、经纬度 、高度 、GPS航向、地速 、时间等。

• 实验平台推荐使用普通精度的 U-BLOX M8N 模组

电子调速器、电机、螺旋桨

• 读取飞控输出的 PWM 脉宽调制信号 , 根据收到的PWM信号调整换相频率，从而驱动电机完成速度的转换。

• 电机使用无刷外转子电机 ，支持三相输入 。

GAAS 视觉任务模组

• GAAS 通过搭载外部双目视觉模组 ，为无人机提供视觉 3D 路径规划/避障导航、全局跟踪、目标识别等全自主飞行功能。

整个无人机的设备连接结构图