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如何DIY一套属于自己的无人机

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发表于 2024-5-25 00:12:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
在众多无人机类型中,四旋翼因其具备垂直起降、稳定性强、结构相对简单等特点而得到广泛应用。目前,无论是学术界还是工业界,关于四旋翼的研究都在不断深入,关于四旋翼的拓展运用不断增加。因此,学习与研究四旋翼相关的技术有着良好的实用价值。
如何DIY一套属于自己的无人机-1.jpg 3D视觉工坊御风250整机实物图
如何DIY一套属于自己的无人机-2.jpg


学习四旋翼,首先必须具备一个良好的实验平台
对于初学者,由于缺乏经验,往往难以合理地选择与搭配各个模块,容易忽略主次。例如,对于机架,首先要考虑的就是强度,因为这直接关乎无人机的振动,而振动影响传感器数据质量,数据质量影响最终的控制效果;其次要考虑的是是否安装方便,例如有的无人机使用圆形碳纤管作为机臂,这样很难将电机安装水平,最终也会影响无人机的控制效果。
如何DIY一套属于自己的无人机-3.jpg 无人机底部示意图
电机与电调也是至关重要的,廉价的电机电调往往不仅容易烧坏,而且炸机后是否容易轴偏,导致无人机动力不平衡。
如何DIY一套属于自己的无人机-4.jpg 电调连接
此外,这些电机电调还有看不到的缺陷,例如响应不够平滑,响应延迟大等。相反,一套优异的动力系统不仅能保证无人机的高性能,还能使用很久,免去维修所用的时间。
除了机架、电机与电调,螺旋桨与电机的匹配,选4S还是6S锂电池等也很有讲究。飞控与传感器更是需要长期使用的经验才能做出合适的选择。
此处针对学习与对科研场景,采用优质飞行套件,推出一个高性能的微型四旋翼平台——御风250
如何DIY一套属于自己的无人机-5.jpg 「御风250」无人机, 「御风250」-四旋翼无人机(基于PX4)[硬件+代码]
御风250具备三大方面的优势,一是模块选型、二是仿真套件、三是课程支持。
首先御风250通过选择合适的模块,机架采用宽边X型布局,轴距225mm,总质量600g,续航21分钟。御风250支持PX4固件,配备的传感器为IMU、磁力计、气压计、GPS、[color=var(--weui-LINK)]光流与激光测距模块,支持室内外定点稳定悬停。
如何DIY一套属于自己的无人机-6.jpg 光流安装
该无人机的优势见下表:
比较项目传统四旋翼御风250飞控体积大,需要单独安装减震板,安装不方便30*30mm,体积小,质量轻;固定孔安装,自带减震球,安装方便;支持PX4固件,支持二次开发机架塑料机架,强度低,振动大,原始值往往1g左右高强度碳纤机架,强度高,振动小,实测振动大约0.2g电调廉价电调,易损坏,不支持Dshot协议高质量四合一电调,体积小;峰值电流50A,适应瞬时加速;支持Dshot协议,更低延迟电机廉价电机,易损坏,响应慢高性能电机,耐炸,响应迅速GPS搜星数量少,定位精度低正常搜星25颗左右,定位精度高光流与[color=var(--weui-LINK)]激光测距光滑地面、强光与弱光常见下定位效果差光滑地面、室外阳光下、晚上室内灯光等情况下依旧能稳定定位电池廉价电池,寿命短高质量锂电池,寿命长遥控器常规常规+送充电电池套装工具无送螺丝刀、电机快拆工具等,方便使用
其次,提供该无人机的模型参数与对应的Gazebo仿真环境。
此处提供无人机的质量、[color=var(--weui-LINK)]转动惯量、油门拉力曲线与升力系数等物理量,拥有这些参数,就可以在仿真环境中搭建对应的无人机模型。
拥有仿真环境,一方面可以验证控制逻辑。通过在仿真环境中测试,消除自身算法逻辑问题,仿真通过再将代码下载到实物平台,有效降低炸机风险。另一方面可以验证控制算法,在新设计一种控制算法时,往往很难知道参数大致为多少,数量级有时都很难确定,通过在仿真环境里调节,降低人力物力成本。其实,当模型参数精度较高时,甚至可以根据理论得到参数的合理范围,极大提高设计效率,实现从理论到实际的跨越。
如何DIY一套属于自己的无人机-7.jpg 飞控与GPS安装
最后,从零搭建一套御风250硬件系统,我们为大家配备了配备两门课程。
课程包括仿真课程与实物课程
    仿真课程:零基础入门四旋翼建模与控制(MATLAB仿真)[理论+实战]
仿真课程包括理论基础与MATLAB仿真。
    实物课程:基于PX4实现的四旋翼建模与控制
实物课程包括三个模块,是带领学员调试无人机,让飞机稳定地飞起来;是带领学员学习PX4控制部分的代码,学懂这一大模块的代码,对PX4其他部分代码也能触类旁通;是带领学员更换新的控制器,使得学员能够将先进的控制算法部署到PX4平台。
如何DIY一套属于自己的无人机-8.jpg 整机实物图
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发表于 2024-5-25 09:40:27 | 显示全部楼层
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