1. 什麼是無人機飛控系統,它是如何組成和運做的
飛控系統一般包含了很多的感測器,速度感測器、角速率感測器、高度感測器、氣壓、光流等等。通過感測器
和調節PID
來為無人機進行增穩,通過連接電調來控制電機的轉速來改變無人機的姿態。
2. 無人機飛控的簡介
飛控系統又稱為飛行管理與控制系統,相當於無人機系統的「心臟」部分,對無人機的穩定性、數據傳輸的可靠性、精確度、實時性等都有重要影響,對其飛行性能起決定性的作用;數據鏈系統可以保證對遙控指令的准確傳輸,以及無人機接收、發送信息的實時性和可靠性,以保證信息反饋的及時有效性和順利、准確的完成任務。發射回收系統保證無人機順利升空以達到安全的高度和速度飛行,並在執行完任務後從天空安全回落到地面。
談到無人機的飛控計算機系統。這個系統的關鍵依然是晶元。以前無人機最大的矛盾是一方面需要運算高速度,另一方面需要體積微型化,之所以無人機在巡航速度和范圍方面很長一段時間沒有突破,就是因為始終受限於飛控系統的性能,而飛控計算機系統的性能又受限於晶元的技術。
這個問題真正得到解決是在嵌入式晶元飛躍發展之後。2005年之後,隨著微電子技術的飛速發展,許多晶元開發公司設計出了眾多功能強大,功耗、體積大大縮小的嵌入式計算機晶元。
跟人們平時接觸的晶元不同,在無人機的計算機晶元領域,應用在小型飛控計算機系統的晶元最為廣泛的不是英特爾的,也不是AMD的,而是德州儀器公司開發的型號為「TMS320 LF2407」的DSP晶元(數字信號控制器),它是德州儀器公司TMS320系列中的一種16位定點DSP,
這種晶元的運算速度以及眾多的外圍介面電路很適合用來完成對小型無人機的實時控制功能。
這是一種具有特殊結構的微處理器,晶元內部採用程序和數據分開的哈佛結構,具有專門的硬體乘法器,採用流水線操作,提供特殊的DSP指令,可以快速實現各種數字信號處理演算法。使飛控機實現較復雜的飛行控制與飛行管理功能,同時還滿足了小型無人機的小體積和低功耗的要求。
首先是飛控計算機系統的無線通信模塊實時收集安裝在無人機不同部位上的高精度感測器,收集飛行狀態數據,同時通過遠程數據傳輸模塊接收來自地面控制站點發來的控制數據。
接下來飛控計算機將實時收集的飛行數據和控制數據交給數據處理模塊進行運算處理,根據運算結果得出一個個明確的控制指令,經過數據傳輸模塊將指令發送給飛控系統的實時控制模塊。
第三步最為關鍵,即使實時控制模塊按照這些指令對整個飛機的飛行模式進行控制和調整,與此同時將無人機的狀態數據及發動機、機載電源系統、任務設備的工作狀態參數實時傳送給機載無線電數據終端,經無線電下行信道發送回地面控制站點,以便地面基站發出下一步控制數據。
「飛控計算機系統的應用程序都是專門開發的?」
飛控系統的應用程序很多都是用C語言進行編寫,很多應用程序都是在原有飛行控制軟體系統的基礎上改造的。飛控系統的應用程序主要用來實現兩方面的功能,一個是飛行控制,一個是飛行管理。
對應著不同的硬體模塊,這些應用程序按照具體職能分為四大單元:時間管理單元、數據採集處理單元、通信模塊、控制單元。
時間管理單元在毫秒級時間內對無人機進行實時控制;數據採集單元採集無人機的飛行狀態、姿態參數以及飛行參數、飛行狀態及飛行參數進行遙測編碼,控制單元則負責進行解算工作。
目前包括雲南昆明俊鷹航拍科技公司在內的很多航空工業公司都在積極涉足民用無人機市場,通過開發價格更為低廉性能更加強大的飛控計算機系統和飛機模塊,提升無人機的智能化飛行,加速無人機市場的快速發展。一份市場分析機構出示的調查報告顯示,未來幾年,包括飛控計算機系統在內,無人機市場價值將突破10000億美元,而且將從軍事領域進一步擴大到民用領域,得到更多積極應用。
3. 無人機系統軟體用什麼軟體語言編寫
無人機飛控程序一般是
c語言或者c++語言,
如果是app
則是各自平台的語言,安卓是java,
ios是swift。具體你可以到大疆開發者社區去看各種sdk 網頁相關鏈接
4. 無人機上需要哪些程序以及如何進行無人機編程
這個話題擴展開去就太大了...簡單說一下吧
無人機本身是個非常綜合性的系統。就基本的核心的飛行控制部分來說,一般包括內環和外環。內環負責控制飛機的姿態,外環負責控制飛機在三維空間的運動軌跡。
高端的無人機,依靠高精度的加速度計和激光陀螺等先進的感測器(現在流行的都是基於捷連慣導而不是平台式),計算維持飛機的姿態。低端的型號則用一些MEMS器件來做姿態估算。但它們的數學原理基本是相同的。具體的演算法根據硬體平台的能力,可能採用離散餘弦矩陣/四元數/雙子樣/多子樣....
高端的無人機,AHRS/IMU採用的基本都是民航或者軍用的著名產品。例如全球鷹的利頓LN-100G/LN-200等。這些系統價格昂貴但精密,內部往往是零鎖激光陀螺之類。例如LN-100G的GPS-INS組合,即使丟失GPS,靠慣性器件漂移仍可以控制在120m/min。
低端的無人機就沒那麼精密講究了,一般都依賴GPS等定位系統來進行外環控制,內環用MEMS陀螺和加速度計進行姿態估算。
如果把無人機看成一個完整的系統,那麼還需要很多其他支持,例如任務規劃,地面跟蹤等等....
進行無人機編程,得看你具體是指哪方面。如果是飛控系統,你得需要比較扎實的數學知識,對各種矩陣運算/控制率什麼的有深刻的了解。如果只是希望現有的帶飛控的平台去做一些任務,那麼需要根據具體的平台來考慮。有些平台提供了任務編輯器,甚至更靈活的任務腳本。
著作權歸作者所有。
5. 無人機專業學什麼
除了理工科的基礎課程之外,少不了學習專業基礎課程和專業課程,如機械製造及制圖、電氣自動化及傳動、計算機原理及控制技術、無人機原理及控制操作等十幾門課程。不論學習什麼課程,只要基本基礎知識打牢,認真聽課,專心致志,就一定能夠掌握好無人機的專業知識,為今後工作打下良好的基礎。