无人机学习Pix4

Posted 2021-09-11 XXX_UUU_XXX

pix4学习

IMU（惯性测量单元）

IMU用来检测当前飞机的姿态，飞控根据当前姿态做出调整，保证飞机飞行稳定。

• 俯仰角——pitch（前后翻滚）
• 横滚角——roll（左右翻滚）
• 偏航角——yaw（左右移动）

IMU一般包括：

• 陀螺仪
• 磁力计
• 加速度计

陀螺仪：有积分漂移，导致偏差大，需要磁力计和加速度计校准。

磁力计：靠近磁场会报错，

加速度计：对震动敏感，需要对飞控做减震措施。

飞机静止不动时，陀螺仪没有角速度，磁力计指向一个固定的方向，加速度计为0，

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PX4 无人机通常由锂聚合物（LiPo）电池供电。

PX4 可以通过串行接线或 WiFi 由独立的机载伴飞计算机进行控制。 机载计算机通常使用 MAVLink API（如 MAVSDK 或 MAVROS）进行通信。

Pixhawk 飞控板支持的最大 SD 卡大小为 32 GB 。PX4 使用 SD 储存卡存储 飞行日志，而且还需要内存卡才能使用 UAVCAN 外围设备，运行飞行任务。

所有车辆，船只和飞机都具有航向（机头朝向）或基于其前进运动的方向。

 

 安装方向

 基本上所有的飞控都会标示指向箭头（如下图所示）。 飞控应该顶部朝上安装在机架上，并使箭头指向与载具的前向一致

 带有内置加速度计或陀螺仪的飞行控制板对振动很敏感。一些板包括内置的隔振器，而另一些板带有安装泡沫，您可以使用它来将控制器与车辆隔离。

 Pixhawk 4接线

 Pixhawk 4应使用减震泡沫垫（包含在套件中）安装在框架上。其位置应尽可能靠近车辆的重心，顶部朝上，箭头指向车辆前部。

 将提供的带有集成罗盘、安全开关、蜂鸣器和 LED 的GPS连接到GPS MODULE端口。

GPS/指南针应安装在框架上，尽可能远离其他电子设备，方向标记朝向车辆前方（将指南针与其他电子设备分开会减少干扰）。

 

 使用 6 线电缆将套件随附的电源管理板（PM 板）的输出连接到Pixhawk 4的电源块之一。PM 输入2~12S将连接到您的 LiPo 电池。电源管理板的连接，包括电调和舵机的电源和信号连接，如下表所示。请注意，PM 板不通过FMU PWM-OUT 的+ 和 - 引脚为舵机供电。

手动控制车辆，则需要遥控 (RC) 无线电系统（PX4 不需要用于自主飞行模式的无线电系统）。

 数传电台遥测无线电可用于从地面站通信和控制飞行中的车辆（例如，您可以将无人机引导到特定位置，或上传新任务）。

车载电台应如下图所示连接到TELEM1端口（如果连接到此端口，则无需进一步配置）。另一个无线电连接到您的地面站计算机或移动设备（通常通过 USB）。

 

安装稳定的PX4版本

首先在顶部工具栏中选择 齿轮 图标 (Vehicle Setup) ，然后在侧边栏中选择 Firmware 。

通过 USB 将飞行控制器直接连接到您的计算机。直接连接到机器上有源 USB 端口（不要通过 USB 集线器连接）。

选择 PX4 飞行栈 X.x.x Release 为您的硬件（自动检测）安装最新版的PX4。

点击 OK 按钮开始更新固件。

然后，固件将进行一系列升级步骤 (下载新固件，删除旧固件等)。 每个步骤都打印到屏幕上，整个进度显示在进度条上。

 设置机架类型

机架设置步骤如下：

1. 打开 QGroundControl 并连接上飞机。

2. 在工具栏上选择齿轮图标 (载具设置)，然后在侧边栏选择 机架。

3. 先选择你的机架符合的大致分类，然后在下拉菜单中选择最匹配的机架类型。

4. 点击 应用并重启。 看到提示后点击 应用 保存设置并重启载具 (飞机)。

设置朝向

要设置方向：

1. 打开 QGroundControl 并连接上飞机。

2. 在工具栏选择 齿轮 图标 (机体设置)，然后在侧边栏选择 传感器。

3. 选择 Set Orientations 按钮。

4. 选择 自驾仪方向（AutoPilot Orientation）

5. 同样的选择 外置罗盘方向（External Compass Orientation）（只有当您的飞行器有外部罗盘时，才会显示此选项）。

6. 点击 OK。

罗盘校准

校准步骤如下：

1. 选择远离大型金属物体或磁场的位置。避免在办公桌顶部（通常包含金属条）或车辆旁边进行校准。如果您站在钢筋分布不均的混凝土板上，校准甚至会受到影响。

2. 打开 QGroundControl 并连接上飞机。

3. 在工具栏选择 齿轮 图标（机体设置），然后在侧边栏选择 传感器。

4. 点击 Compass 传感器按钮。

5. 点击确定开始校准。

6. 把你的飞机放置在下面显示的某一个方向，并保持静止。 随后提示（方向图像变为黄色）在指定方向旋转飞行器。 该位置标定完成后，屏幕上的相应图示将变成绿色。

7. 在机体的所有方向上重复校准步骤。

 陀螺仪校准

标定步骤如下：

1. 单击陀螺仪传感器按钮

2. 将车辆放在一个表面上并保持静止。

3. 单击确定开始校准。

4. 完成后，QGroundControl会显示一个进度条Calibration complete

 加速度计校准

校准步骤如下：

1. 打开 QGroundControl 并连接上飞机。

2. 在工具栏选择 齿轮 图标（机体设置），然后在侧边栏选择 传感器。

3. 点击 加速度计 传感器按钮。

4. 点击确定开始校准。

5. 按照屏幕上的图示引导，将机体翻转到指定位置。 看到 (图示位置变成黄色) 的提示，握紧机体并保持静止。 该位置标定完成后，屏幕上的相应图示将变成绿色。

6. 在机体的所有方向上重复校准步骤。

 水平平面校准

要调平地平线：

1. 打开 QGroundControl 并连接上飞机。
2. 在工具栏选择 齿轮 图标 (机体设置)，然后在侧边栏选择 传感器。
3. 点击 Level Horizon 按钮。
4. 将飞行器放置于水平方向：
   • 这是飞行器在水平飞行时的位置（飞行器通常会向上轻微翘起！）
   • 对于旋翼机，这是悬停位置。
5. 点击 OK 开始校准。
6. 等待校准过程结束。

 多旋翼 PID 调整

控制器是分层的，这意味着较高级别的控制器将其结果传递给较低级别​​的控制器。最底层的控制器是速率控制器，其次是姿态控制器，最后是速度和位置控制器。PID 调整需要按照相同的顺序完成，从速率控制器开始，因为它会影响所有其他控制器。

每个控制器（速率、姿态、速度/位置）和轴（偏航、滚转、俯仰）的测试程序始终相同：通过非常快速地移动操纵杆并观察响应来创建快速设置点变化。然后调整滑块（如下所述）以改进对设定点响应的跟踪。

• 速率控制器调整是最重要的，如果调整好，其他控制器通常不需要或只需要微调
• 通常，相同的调谐增益可用于横滚和俯仰。
• 使用 Acro/Stabilized/Altitude 模式来调整速率控制器
• 使用位置模式调整速度控制器和位置控制器。确保切换到简单位置控制模式，以便您可以生成阶跃输入。

 机架组装

DJI F450

https://docs.px4.io/master/zh/frames_multicopter/dji_f450_cuav_5plus.html