| 飛控系統(tǒng)，英文Flight Controller，是無(wú)人機(jī)飛行器的控制核心單元，全成飛行控制系統(tǒng)，但是我們更愿意稱其為“飛行輔助控制系統(tǒng)”，因?yàn)樗丝刂，其?shí)也是“代駕”。
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。
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)的視覺傳感器、超聲波傳感器和IMU與指南針冗余導(dǎo)航系統(tǒng)。 比如：“悟”Inspire 2、Phantom 4系列和“御”Mavic Pro上均配備了以上傳感器與智能導(dǎo)航方案。雙目立體視覺系統(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。
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。“悟”Inspire 2最高水平速度達(dá)94公里/小時(shí)，Phantom 4達(dá)72公里/小時(shí)，小巧輕便的“御”Mavic也能達(dá)到65公里/小時(shí)，而市面上其它同類型的無(wú)人機(jī)飛行速度一般在30-50公里/小時(shí)左右。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。所以，無(wú)論是在“運(yùn)動(dòng)模式”下高速勁爆地飛行，還是在慢速航拍作業(yè)中“細(xì)膩?lái)樆?rdquo;地精準(zhǔn)控制，大疆航拍無(wú)人機(jī)確實(shí)可以兼顧。
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。 |
您現(xiàn)在的位置：