ARDUPILOT 如何让普通人在低空经济中逆袭?飞控里的大乾坤!

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ARDUPILOT 如何让普通人在低空经济中逆袭？飞控里的大乾坤！

低空经济已经成为当前国家最重要的发展规划，那么我们普通人没有专业的研发团队，如何用最优的资源来铺设自己的低空之路，抢占低空资源呢。

低空经济中最重要的载体是什么？

当然是各种的飞行器了。那么控制飞行器的大脑是什么，当然是飞控了。本篇主要来聊聊飞控这个无人机大脑。

在以前普通的个人或者团队开发一款飞控，要从硬件设计，到软件设计，要掌握很多专业的数学模型，譬如自动控制原理，空气动力学，信号处理，飞行控制原理，还要将这些原理转换成代码，最要经过大量的测试，整个过程成本非常大。

以ARDUPILOT为首的开源飞控平台出现，犹如谷歌开创了安卓系统，大量的无人机厂家如同手机品牌商一样，定制属于自己类型的无人飞行器。今天主要来聊聊ARDUPILOT开源飞控平台都支持哪些类型的无人机飞行。

QuadCopter (X, Plus, H, V)：四旋翼无人机

这种构型的无人机通过四个电机控制飞机姿态，这是最常见的无人机，如大疆的精灵等。但是这种构型的无人机电机的分布又有很多的构型可以选择，目前ARDUPILOT支持的四旋翼构型无人机如下图所示：   







               

以上图片这些构型的无人机都是ARDUPILOT支持的无人机构型，现在理解 (X, Plus, H, V)这些字的意思了吧，意思就是电机分布或者机架长得像这些字母。

           

HexaCopter：六旋翼无人机。

这种构型的无人机通过六个电机均匀分布，在现实中也非常常见，常见用在大载重，特别需要冗余度的场景，譬如两个电机失效，剩下的电机可以保证继续飞行或安全降落。目前ARDUPILOT飞控系统支持的六旋翼无人机如下：

               


   

           

OCTO FRAMES：8旋翼无人机

这种构型无人机同样通过8个电机的电机的方式继续增加起飞重要。这种构型的无人机已经接近载人无人机的范畴，目的通过增加电机数量来获取更大的起飞重量以及冗余度，保证飞行的安全。目前ARDUPILOT支持的8旋翼无人机构型如下：   






   



           

OCTO QUAD FRAMES：同轴八旋翼无人机。

     这种类型的无人机载重量大，每一个电机轴的位置分布上下两个电机，并通过正反桨叶的旋转来产生升力，冗余度高，可以做到更好的失效保护，但是耗电量大，对系统耐电流有一定要求。

   

   


   

Y6 FRAMES:

     这种构型无人机如图所示。在Y3构型的基础上，每个电机位置加多一个电机，防止空中电机失效可以继续飞行。但是三角分布的电机其实稳定性比四旋翼要差一些，想想三轮车很汽车的稳定性对比就能感觉出来。虽然有飞控再不断的修正，但是飞控有时候很难控制一个本来走路就不稳定的物体。   

TRICOPTER FRAMES：三轴带尾电机可动的构型.

       这种无人机主要还是在测试阶段，稳定性有待一步提高，主要通过一个舵机来控制尾电机或者前电机的角度来改变这种无人机的姿态。

   

BICOPTER FRAMES：双旋翼构型无人机，

      通过左右两边旋翼不同方向旋转，实现航向和姿态的控制，同样，这种无人机还是在实验测试阶段，主要是本身这种构型的无人机本身就具有静不稳定性，完全靠飞控来不停的修正。

DODECAHEXA FRAMES：十二旋翼无人机，

      对称的分布，一个点两个电机给与这种无人机非常稳定的结构和失效安全性。很多EVTOL载人飞行器就用这种构型。因为这种构型，稳定性好，冗余度高，但是由于电机数量太多，成本也高。

DECA FRAMES：十旋翼构型无人机，

  对称式的布局给予了无人机不错的稳定性，同样比较多适用于大载重的飞行。   

QuadPlanes：垂直起降无人机，

  这种无人机在起飞的时候通过多旋翼的方式垂直起降，达到安全高度后，固定翼电机旋转飞机向前飞行到一定速度后，垂起电机开始停止旋转，减少电量的损耗

        这种构型的无人机的缺点是：机身强度还不够大，载重量不够大，因            为翼展长，在结构设计方面需要深入研究。目前市面上大多数为4+1构  型的垂直起降无人机，载重量多为5kg。这种垂起无人机还细分了好多构型，譬如倾转无人机，tailsiter等。

     这一类型的无人机在后续的调试过程中将会详细介绍。

     

   

传统类型的直升机：ARDUPILOT同样支持传统的无人机，但是目前市面上传统类型的直升机应用较少，主要因为传统直升机复杂的结构，应用场景有限。后续有时间将会慢慢的通过ARDUPILOT调试出来传统的直升机。

定制构型无人机：

目前ARDUPILOT已经支持了市面基本百分之90以上构型的无人机，但是如果在ARDUPILOT支持的构型里实在找不到自己的无人机构型，可以通过定制数量限制为12个电机的无人机。   

           

总结，ARDUPILOT支持的无人机构型飞行多，由于篇幅的关系，并没有罗列出来。市面上绝大部分的飞控都用ARDUPILOT进行少许的修改来开发自己的飞控系统，同时ARDUPILOT还支持无人车，无人船，BLIMP(飞艇，气球)，ARDUPILOT属于一个开源平台，汇集了全世界的技术人员共同参与开发，代码共享。目前ARDUPILOT的逻辑性非常强，系统漏洞也非常少。ARDUPILOT可以说是一个能上天入地的平台。

后续我将给予ARDUPILOT平台，和大家一起分享和学习更多无人机的技术。同时在这过程中有什么错误支出，希望大家及时指出来，也是对我的一个帮助和提高。