无人机飞行控制专业知识详解  斑斓航空
近年来，无人机市场发展越来越快，很多人都从事无人机行业。但是，无人机要想快速、可持续发展，就要对其有所了解，这也能显示从事该领域工作人员的特长。以下是对无人机控制系统(简称飞控)的简单介绍，适合想学习这方面知识的伙伴:

飞行控制大脑:微控制器

四轴飞行器的飞控主板需要的芯片不多。目前，玩具级飞机只是简单地在空中飞行或停留。只要能收到遥控器的指令，控制四个电机驱动桨叶，基本上就能飞行或悬停。据意法半导体高级营销工程师介绍，无人机/多轴飞行器的主要部件包括飞控和遥控。其中，飞行控制包括电控/电机控制、飞机姿态控制和云台控制等。目前主流的电控方式主要分为BLDC方波控制和FOC正弦波控制。

高通和英特尔推出的飞行控制主芯片

在CES上，我们看到高通和英特尔展示了功能更丰富的多轴飞行器。他们采用了比MCU或ARMCortex-A系列处理器更强大的CPU作为主要的飞行控制芯片。比如在高通CES上展示的SnapdragonCargo无人机就是基于高通骁龙芯片的飞行控制器，具有无线通信、传感器集成、空间定位等功能。IntelCEOBrianKrzanich还在CES上亲自展示了他们的无人机。这款无人机采用“RealSense”技术，可以构建3D地图，感知周围环境。它可以像蝙蝠一样飞行，主动避开障碍物。英特尔无人机是与德国工业无人机制造商AscendingTechnologies合作开发的。它内置了多达6个英特尔的“real sense”3D摄像头，以及带有四核英特尔凌动处理器的PCI-express定制卡，可以处理距离和传感器的实时信息，以及如何近距离躲避障碍物。两家公司在CES上展示了如此强大的无人机。首先，他们看好无人机市场。第二，美国即将出台相关规定，将严格控制无人机飞行。

多轴无人机电磁搅拌/传感器

据某无人机解决方案提供商总经理介绍，目前行业内玩具级飞机虽然大多已经从三轴升级为六轴MEMS，但通常都是平板或手机等消费类产品常用的价格敏感型机型。在专门为航模爱好者开发的专业航拍和中高端无人机中，将采用质量更高、价格更高的传感器，确保无人机飞行更稳定、更安全。这些MEMS传感器主要用于实现飞行器的平滑控制和导航。飞机之所以能悬停和做航拍，是因为MEMS传感器可以检测到飞机在飞行中俯仰角和滚转角的变化，检测到角度变化后，可以控制电机反向旋转，从而达到稳定的效果。这是一个典型的闭环控制系统。

至于用MEMS传感器测量角度变化，一般需要选择组合传感器，既不能单纯依靠加速度计，也不能依靠陀螺仪，因为每个传感器都有一定的局限性。比如陀螺仪的输出是角速度，角度只能通过积分得到。但即使在零输入状态下，陀螺仪仍然有输出，其输出是白噪声和慢变随机函数的叠加。受此影响，在积分过程中，不可避免地会引入累积误差，积分时间越长，误差越大。这就需要一个加速度计来校准陀螺仪，因为加速度计可以利用力分解的原理，通过重力加速度在不同轴向的分量来判断倾角。由于没有积分误差，加速度计可以在相对静止的条件下校正陀螺仪的误差。但是在运动状态下，加速度计输出的可靠性会下降，因为它测量的是重力和外力的合力。一种常见的算法是使用互补滤波并结合加速度计和陀螺仪的输出来计算角度变化。

通过以上介绍，相信大家对无人机飞控系统有了一个简单的了解，更多的专业知识还是需要自己去学习。只有全面掌握无人机飞控系统，才能自信飞行，你说呢？

天津斑斓航空科技有限公司，成立于2016年，成立之初是做华为企业网业务的代理商，原名天津瑞鼎创展科技有限公司。2019年公司由九个怀有飞之梦想的人组成团队转型研发电动垂直起降飞行器，致力于自主研发电动垂直起降载人飞行器，为高效的低空出行提供解决方案。