开源飞控知多少

《开源飞控知多少》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、开源飞控知多少文/李大伟、杨炯李大伟北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究所副教授杨炯北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究所工程师随着科技的进步，无人机走进普通大众生活只是时间问题。然而，一直困扰着无人机发展的关键设备就是自动驾驶仪。随着开源飞控的发展，这个问题得到了突破性的解决，为无人机产品的进一步民用化奠定了基础。在纷繁复杂的无人机产品中，四旋翼飞行器以其结构简单、使用方便、成本低廉等优势，最先进入了大众的视线。但是，这种飞行器对飞行控制能力的要求是最高的，因此它刺激了大批基于MEMS传感器的开源飞控的出现。如何定义开源开源（OpenSource）的概念最早被应

2、用于开源软件，开放源代码促进会（OpenSourceInitiative）用其描述那些源码可以被公众使用的软件，并且此软件的使用、修改和发行也不受许可证的限制。每一个开源项目均拥有自己的论坛，由团队或个人进行管理，论坛定期发布开源代码，而对此感兴趣的程序员都可以下载这些代码，并对其进行修改，然后上传自己的成果，管理者从众多的修改中选择合适的代码改进程序并再次发布新版本。如此循环，形成“共同开发、共同分享”的良性循环。开源软件的发展逐渐与硬件相结合，产生了开源硬件。开源硬件的原则声明和定义是开源硬件协会(OpenSourceHardEMS传感器，能够让无人机平稳地飞起来

3、，其主要特点是模块化和可扩展能力。第二代开源飞控系统大多拥有自己的开源硬件、开发环境和社区，采用全集成的硬件架构，将全部10DOF传感器、主控单片机，甚至GPS等设备全部集成在一块电路板上，以提高可靠性。它使用全数字三轴MEMS传感器组成航姿系统（IMU）；能够控制飞行器完成自主航线飞行，同时可加装电台与地面站进行通信，初步具备完整自动驾驶仪的功能。此类飞控还能够支持多种无人设备，包含固定翼飞行器、多旋翼飞行器、直升机和车辆等，并具备多种飞行模式，包含手动飞行、半自主飞行和全自主飞行。第二代飞控的主要特点是高集成性、高可靠性，其功能已经接近商业自动驾驶仪标准。第三代开

4、源飞控系统将会在软件和人工智能方面进行革新。它加入了集群飞行、图像识别、自主避障、自动跟踪飞行等高级飞行功能，向机器视觉、集群化、开发过程平台化的方向发展。你不该错过的开源飞控一览Arduino飞控要谈开源飞控的发展就必须从著名的开源硬件项目Arduino谈起。Arduino是最早的开源飞控，由MassimoBanzi、DavidCuartielles、TomIgoe、GianlucaMartino、DavidMellis和NicholasZambetti于2005年在意大利交互设计学院合作开发而成。Arduino公司首先为电子开发爱好者搭建了一个灵活的开源硬件平台和

5、开发环境，用户可以从Arduino官方网站取得硬件的设计文档，调整电路板及元件，以符合自己实际设计的需要。Arduino可以通过与其配套的ArduinoIDE软件查看源代码并上传自己编写的代码，ArduinoIDE使用的是基于C语言和C++的Arduino语言，十分容易掌握，并且ArduinoIDE可以在issionPlanner仅支持m以下轴距穿越机和超小室内航模的首选飞控，而DiscoveryF4被大量用于爱好者研究飞控，Quanton更是成为了Taulabs的首选硬件。下面我们来说说Openpilot旗下最流行的硬件CC3D。此飞控板只采用一颗72MHz的32位

6、STM32单片机和一颗MPU6000就能够完成四旋翼、固定翼、直升机的姿态控制飞行（注意，该硬件可进行的是三自由度姿态控制，而不是增稳），电路板大小只有35mm×35mm。与所有开源飞控不同，它不需要GPS融合或者磁场传感器参与修正，就能保持长时间的姿态控制。以上所有功能全部使用一个固件，通过设置便可更改飞机种类、飞行模式、支持云台增稳等功能。其编译完的固件所需容量只有大约100KB，代码效率令人惊叹，是所有飞控程序员学习的楷模。其地面站软件集成了完整的电子地图，可以通过电台实时监测飞机状态。TauLabs飞控是OpenPilot飞控的衍生产品。当前TauLabs最流

7、行的硬件叫做Quanton，由原OpenPilot飞控小组成员独立完成。它继承了OpenPilot简单高效的特点，并扩展了气压高度计和三轴磁场传感器，将主控单片机升级为带有硬件浮点运算的Cortex-M4核心。该飞控是最早支持自动调参的开源飞控产品，带有模型辨识算法，能够在飞行中进行自整定姿态PID控制参数。TauLabs能够完成许多高级飞行模式，连接外置GPS后可使多旋翼具备定高、定点、回家等功能。飞控集成了电子地图，且界面非常友好，使用向导模式进行初始化，初学者可以简单上手。MultiultiultiCopterKK飞控是源于韩国的一款开源飞控项