四轴硬件组成与控制思路
介绍四轴硬件组成及控制思路。
整体结构与购买清单
整体组成可分为：
- 框架：机架、涵道圈、桨叶保护、碳纤维板、玻璃纤维板等等
- 动力：电机、电调、电池、5V稳压模块
- 感知：双目深度相机、激光雷达、工业单目相机
- 控制：飞控、机载电脑
- 通信：遥控器、RC接收机、数传、网卡、路由器
- 线材：DC供电线、飞控连接线、相机连接线、HDMI连接线、HDMI欺骗器
耗材与工具：
- 耗材：硅胶线、硅胶杜邦线、XT60公/母头、双通柱、螺丝、3M双面胶
- 工具：烙铁、烙铁头、海绵、焊锡、夹持架、扳手、螺丝刀、万用表、切割垫
具体型号见：自主无人机配件购买清单
无人机主要技术参数
以下是较为重要的参数：
- 重量：894g（不含电池），1008g（含电池）
- 对角线轴距：230mm
- 最大有效载荷：800g
- 桨叶：6寸3叶
- 电机：KV1750
- 电池
- 型号：格氏 GS-4000mAh-25C-3S1P
- 电池类型：LIPO锂电池
- 有效容量：4000mAh
- 使用电压：10.8~12.6V
- 存放电压：11.4V
更多参数详见：P230技术参数
了解了PX4飞控的控制架构
了解控制器的控制架构，可以避免盲目调参。
多旋翼的控制架构：
- 级联控制结构，位置环为最外环，加速度和偏航角本质上是由四轴的姿态来控制的
- 控制器采用P和PID控制的组合方式
- 状态估计来自EKF2模块。
- 在某些模式下，外环(位置回路) 可能会被绕过 (在图中表示为外环之后增加一个多路开关)。 只有在位置保持模式或某轴无速度请求时，位置回路才会发挥作用。
详见：PX4控制器图解
在自稳模式下进行了试飞
过程如下：
- 检查遥控器是否设置了紧急断电通道；
- 遥控器所有开关上拨，进入自稳遥控模式
- 将四轴放置在空旷处
- 电池电压检查，连接电池与飞控
- 左摇杆拨向右下角一段时间解锁飞控，解锁后，需要把左摇杆拉到最低，使无人机电机怠速运行（有的遥控器左摇杆自动回中，如果没有主动拉低左摇杆，无人机会不断向上加速，在室内容易撞到天花板）
- 手动稳定飞机的位置
- 降落时控制油门，避免无人机下降速度太快，导致“硬着陆”，降落后左摇杆摇向左下锁定无人机；
- 出现意外情况下拨七通道对应的开关，所有电机将立刻停转。
学习了卡尔曼滤波的推导
- 利用了链式法则，将联合概率表示成多个条件概率的乘积
- 利用马尔可夫链的假设，简化条件概率的表达形式
- 根据条件概率的定义，写出给定测量值时的本时刻状态后验概率，以及下一时刻的状态后验概率
- 对比相邻时刻状态后验概率表达式，得到时间更新和测量更新公式