自己写四轴飞控难度有多大？是个可完成的任务吗？

FKUAV

自己写四轴飞控难度有多大？是个可完成的任务吗？

wrj_sw

有难度，有兴趣的话，绝对能够完成
去年年底在公园捡了个四轴尸体，一直想把它修复，因是小厂玩具，没有可替换配件，一直没有再飞起来而我这个大叔却入魔了！
今年开始，先是买模块做飞控MWC，能飞了，不满足，开始从零开始自己做飞控，开始泡图书馆，模拟电路，数字电路，c语言，从最基础的开始，c51单片机，stm32,淘宝电子原件，烙铁，工具，学习keil，atumdesiger,画板，打样一次成功，手工焊接QFN24的mpu9250,学习各种协议，iic spi,can,sdio,usart,学习各种芯片手册,无线芯片，传感器flash,mpu6050,ms5611，超声波，GPS, 写驱动，移植dmp,学习卡尔曼滤波，互补滤波，四元数，欧拉角，姿态解算，pid控制，串级PID,实时系统ucos移植等，历时半年多，基本能飞了，但还不完善,后续优化程序，增加功能模块等。
心得:兴趣是最好的老师，网络有你想要的一切!
后期再考虑全部开源，共享给模友。
目前平台:stm32f407+mpu9250+ms6511+GPS+Sdcard+can,所有io全部引出来，当开发版用，
软件平台:ucosiii + dmp6.1+串级pid
本人非电子相关专业，目前职业跟这方面不沾边，完全业余时间折腾，痛苦且享受！














//--------------------------17年4月更新-----------------------------------
     早些时间因家中增加了位小成员，所以没有时间搞飞机。近几日空，就再补充些。到目前为止，已经拼凑移植加上自己敲了这一堆代码，基本实现了导航的大部分功能，如航点飞行，绕点飞行，无头模式，一键起飞，一键返航等，以及航迹规划（没有上位机，只能刷固件时烧进去，或是抱着飞机跑来录制航点）；另外，给飞控板增加了FATFS文件系统支持，方便保存飞行数据到SD卡，方便电脑上分析，增加USB接口功能（用于调参、固件升级等，暂未完成）；
   首先，飞控软件设计工作量远远大于硬件设计，其次，实践是检验你成果的唯一标准，再高大上的设计和算法，都飞不起来,或是飞不稳，说个x!一边测试一边改进程序，能加快你的设计进程，不要觉得一切工作都OK了才去试飞，出了状况，可能因素太多，你都不好排查。



硬件实物




GPS模块没绑好，炸鸡炸丢了，80块啊，汗！
测试视频：
   做到现在，后面还有很长的路，优化程序，调节参数（一直在尝试pid自动整定），目标就是飞得更稳更灵活（姿态），飞得更精准（GPS踩点，高度）。飞得更智能（加传感器和算法）。搞到一定程度就会受到硬件限制，又得去搞硬件，加传感器（超声波，光流，  RTK ），还想自己做电调，自己做遥控器，自己3D打印机架，NND，再多的时间都不够啊！
航模是个坑，

不知有多深，

入坑需谨慎，

小心误青春。



以下内容可能与问题无关，并且多图，没流量慎入（不知道知乎能否折叠）

     我本专业是工业设计，学的有如材料，结构，构成，素描等，平日做的事情有产品造型设计，室内外装修规划等，具体做得比较多的是平面规划、三维建模，渲染表现等，常用软件如cad、3dmax、 vray 、ps 等CG软件。
平面规划





立体规划





三维建模












渲染表现















飞机有关









电脑开始菜单



    感觉确实太杂了,估计很少人像这样。会些软件，倒不是什么负担，就是工具而已，不用时就撂倒一边，但好奇心就是负担！记得知乎有人说应该关掉微信朋友圈，你看到的都是是别人愿意让你看到的一面，你的新闻和社交APP就是你眼界的围栏，https://zhuanlan.zhihu.com/p/25564046。 而我想说的，不是围栏，而是黑洞。对于像我这种好奇心特强的人，碰到个好奇点，就开始再网上扒拉扒拉。百度谷歌都来一遍，换批关键词再来一遍，越扒越深,好不容易挣脱出来，又陷入另一个黑洞，总之就是无尽的再网上扒拉。所以，再这个时代，保持专注比任何别的时代都要重要，要严格限制自己的关注范围， 在写这个之前，我取消了许多知乎关注的话题，如量子物理，汗；
     借用题主地盘，发了一些其他内容，因精力缘故，现在正考虑转行智能嵌入式或无人机相关行业，还请知乎的朋友有没有介绍或推荐，或是擅长职业规划的牛人指导一二，感谢关注！
//--------------------------2020年8月更新--------------------------------------------------
    时间过太快，回答这个问题已经是四年前的事情了！
感谢小伙伴的关注和点赞，已经很久没有关注飞控开发了，从事了一年多植保机飞控开发，最后勉强出了工程样机，然而风头已过，项目取消，而我算是顺利转行了。接着做了两年可穿戴类产品的嵌入式开发， 主要有如：蓝牙手环、定位器、助听器、心电、肌电、运动姿态类产品，MCU用的较多的是stm32L和nordic, 做手环的伙伴应该都熟悉。做产品和玩具还是有区别的，协作和规范比较重要，还要有架构的思想。
后半年，公司合作的算法单位配合不给力，需要组建算法组，我被调岗算法。其他组员都是专业的， 我是去学习的。目前最主要工作是算法验证和移植到设备，目前接触的算法是比较基础的信号处理和分析，各种滤波、检波，频时域分析，特征提取，特征分析，以及简单的机器学习。主要用matlab做算法建模和调试，最后用C语言在visval studio中重构及做资源效率优化，算法这个东西还需要很好的数学基础，不然就有些吃力了。


回头看看这几年，从工业设计到嵌入式再到算法，设计师变成了野生程序员，一切只是因为在公园捡到某个小盆友飞丢的小飞机。不确定这是偶然还是必然。一面是做自己爱好的事情，一面是放弃专业的机会成本，都没有来得及去权衡，在非专业的道路上一路狂奔，往后或许很艰难， 随心而安吧。
这可能是知乎最没料的一个长回答，不是鸡汤，没有干货。只是业余流水账。我稍辩解一下，鸡汤味自己闻出来了，在看到快100+个赞的时候，哈哈。干货确实没有，我的理由是：如果真想搞一门技术，掌握一项技能，自己多尝试，多走些弯路，利大于弊，况且确实没什么独门绝技，都是搜索加摸索，还有一点 ，本人有点儿懒……。
感谢阅读，希望喜欢技术的你从事你喜欢的工作，愉快的工作，快乐的生活!

zxgcz888

有一句话叫做站在巨人的肩膀上。
在互联网的时代，无论是知识还是飞控成果都有大量的肩膀可以站的。
建议楼主从开源算法入手：3DR，MWC这些，没有任何成本，代码完全开放
MWC直接去这里下载就可以
软件下载 | DF飞享屋3DR建议你去官网直接寻找内容
目录 | ArduCopter中文网
作者：无人机中的城堡，公众号：CastleUAVStudio
MR.城堡为您提供涵盖无人机技术分析与分享，无人机产品评测（参评、机评），行业分析等领域的专业内容

作者为环球网无人机频道，深圳湾，UAVSNEWS等行业媒体特约撰稿人。

yiying

楼上大部分回答都太片面了。
我当初用了一个月时间从零开始，硬件设计(没什么技术含量好么……)，到实现不需要人去控制的定点悬停，外加一个有模有样的地面站软件，飞得还算可以。但是，后面花了一年多时间在做一些看似重复的工作，包括算法的更新，系统级设计与优化，现在研究生还在这个坑里，我现在我也只能说飞得还算可以。
这东西入门简单，入了坑想做好就难了。最近半年，我看了惯性导航，最优状态估计与卡尔曼滤波写了个姿态的ekf已觉得收获极大。控制还是pid 那套，稍微优化了一下，自觉得能达到dji nazalite80%水准，下一步就想看看能不能用点现代控制的手段能真正在飞行器上work起来，而不是停留在paper上的仿真。
视觉控制这个坑也想去填，不过有点力不从心。

baichuanlv

四轴主要分为硬件驱动部分，和算法部分，首先我给你介绍一下驱动部分，现在四轴飞控自己做，一般使用stm32飞控 103系列的，f4没必要，主频快，有些浪费了，上图像识别又不行，stm32涉及的驱动主要是IIC(驱动mpu6050和磁力机以及气压计)SPI(主要是驱动nrf无线传输，但是也可以用在mpu6000)，再就是串口，这个就是用在gps中，这些只是外部传感器的应用，内部设备主要使用四路接受pwm，和四路控速pwm，这需要用定时器，再就是eeprom这个也要用到，以及一些其他的部分。这是你需要张我的驱动部分，算法部分主要是三个，第一个是滤波技术，需要用在姿态数据处理，ahrs算法解算姿态，再就是pid这里pid一般用双环串级pid，单级的缺点很多，自己试一试可以。其实你想做到这一步还需要有不错的C语言基础以及扎实的调节驱动能力以及算法的参数，另外调节pid也是和有技巧的，建议多看看调节pid心得，多调试然后对照别人的理论就会掌握。在一个你需要做的就是掌握pcb的制作，会使用ad软件，这是pcb的入门，花几块板子练一下手，然后就可以制作飞控主控版了。楼主加油，本科生能做出来是完全可以的，答主大三，大二已完成全部工作，有心不难

雪落黄河

你概念里的写是否包括代码？还是paper即可？写出代码是否包括编译通过？编译通过以后是否包括仿真测试？仿真测试以后是否包括飞行测试？飞行测试中一个bug至少摔一架飞机，一个参数没调整好至少摔一架飞机，你能承担的起摔多少架？不去草原/沙漠/仓库测试，摔机以外砸了人或物的赔偿呢？
忘了之前国内哪个做无人机飞控的团队了。在叙述发展史时说摔了几十架，二十多万就这么摔掉了。而我对他们的看法是：真牛，只摔了这么点就能（敢）出产品。
如上是
2015-08-31的回答，时隔一年半，看到了很多新的东西，观点也反转了。所以先反驳一下自己之前的回答。
1、飞控是否包括写代码？还是paper即可？相信每个想要尝试编写飞控的人都希望自己的飞控真的运行起来。有paper更好。
2、写出的代码是否包括编译通过？编译通过肯定是很基本的了，事实上飞控的难度并不在于编译通过，而是代码的正确性，好在已经有很多优秀的开源飞控值得学习了。
3、编译通过后是否需要仿真测试？我所知librepilot(原openpilot)就已经对接了一些飞行游戏来做仿真测试，这就使得飞控的测试难度降低了很多。
4、飞行测试摔飞机，承担的起摔多少架？近来看了些飞控在室内的测试方法，将飞行器上下各拴一根绳子到天花板和地面，平时较松但也确保飞行器受限而无法撞上天花板和地面。侧面可以开风扇模拟侧风。可以极大的降低实测的成本。
5、室外测试损坏他人财物？看测试的范围了。避开人，去郊区甚至草原还是有些必要的。也可以测试时不带电池，甩线出来地面供电来防止飞远。
我还没有开始写，但从已经阅读的部分MultiWii、LibrePilot、CleanFlight的源码看，练习编写飞控还是很锻炼人的。希望所有正在尝试的朋友在编写和试飞中一切顺利，注意安全。