四旋翼無(wú)人機(jī)硬件

一 總覽

四旋翼無(wú)人機(jī)的硬件組成：無(wú)刷電機(jī)（4個(gè)）；電子調(diào)速器（簡(jiǎn)稱(chēng)電調(diào)，4個(gè)，常見(jiàn)有好盈、中特威、新西達(dá)等品牌）；螺旋槳（4個(gè)，需要2個(gè)正漿，2個(gè)反漿）；飛控；電池（11.1v航模動(dòng)力電池）；遙控器（最低四通道遙控器）；機(jī)架（常用鋁架和碳纖維板）；充電器(盡量選擇平衡充電器)；T265；主板；激光雷達(dá)等

接下來(lái)，我們以控制系統(tǒng)；執(zhí)行系統(tǒng)；感知系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；和控制交互系統(tǒng)來(lái)分別帶大家學(xué)習(xí)了解四旋翼無(wú)人機(jī)硬件的部分

二 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)主要由飛控和主板兩部分組成。

1飛控

飛控即飛行控制系統(tǒng)是飛機(jī)的大腦，無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)︼w行器的構(gòu)形、飛行姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)施控制，其載有加速度計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、羅盤(pán)等傳感器。由它來(lái)控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制飛機(jī)的姿態(tài)，加上GPS或差分GPS可完成定點(diǎn)懸停，自主航線飛行等功能。

飛控通過(guò)接收機(jī)接收遙控器發(fā)送的遙控信號(hào)（地面站控制時(shí)：地面站通過(guò)云航燈或電臺(tái)發(fā)送給飛控的自主飛行指令），經(jīng)過(guò)飛控程序處理后，通過(guò)電調(diào)來(lái)控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制飛行器動(dòng)作的目的。

作用：如果沒(méi)有飛控板，四軸飛行器就會(huì)因?yàn)榘惭b、外界干擾、零件之間的不一致型等原因形成飛行力量不平衡，后果就是左右、上下的胡亂翻滾，根本無(wú)法飛行，飛控板的作用就是通過(guò)飛控板上的陀螺儀，對(duì)四軸飛行狀態(tài)進(jìn)行快速調(diào)整，如發(fā)現(xiàn)右邊力量大，向左傾斜，那么就減弱右邊電流輸出，電機(jī)變慢，升力變小，自然就不再向左傾斜。飛控有X模式和+模式的。X模式要難飛一點(diǎn)，但動(dòng)作更靈活。+模式要好飛一點(diǎn)，動(dòng)作靈活差一點(diǎn)，所以適合初學(xué)者。特別注意，x模式和+模式的飛控安裝是不同的如果飛控板安裝錯(cuò)誤，會(huì)劇烈的晃動(dòng)，根本無(wú)法飛。

大致一看四軸十字和四軸×字沒(méi)多大差別，M1，M3都是逆時(shí)針，M2，M4都是順時(shí)針，它倆真正的區(qū)別在于，做動(dòng)作時(shí)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況。

四軸×字

前進(jìn)時(shí)，M3，M4速度同時(shí)增加，M1，M2速度同時(shí)減小。

左移時(shí)，M1，M4速度同時(shí)增加，M2，M3速度同時(shí)減小。

左旋時(shí)，M2，M4速度同時(shí)增加，M1，M3速度同時(shí)減小。

四軸十字

前進(jìn)時(shí)，M3速度增加，M1速度減小。

左移時(shí)，M4速度增加，M2速度減小。

左旋時(shí)，M2，M4速度同時(shí)增加，M1，M3速度同時(shí)減小。

M指的是電機(jī)位置

有此可看出做動(dòng)作時(shí)四軸×字始終有兩兩電機(jī)參與速度調(diào)整，一般建議四軸采用×字（博創(chuàng)，嘉創(chuàng)飛機(jī)均是×型），對(duì)控制動(dòng)作來(lái)說(shuō)能更好一些。

以嘉創(chuàng)無(wú)人機(jī)的飛控為例（如左圖），嘉創(chuàng)所使用的是雷迅V5 NANO 飛控（https://docs.px4.io/master/zh/assembly/quick_start_cuav_v5_nano.html）

飛控的具體接線圖如下

主要接口	功能
電源	連接電源模塊；提供能量、模擬電壓和電流測(cè)量。
PM2	不要與 PX4 一起使用
TF CARD	用于日志存儲(chǔ)的SD卡（隨卡提供）
M1~M8	PWM 輸出接口。 可以使用它控制電機(jī)或舵機(jī)。
A1~A3	捕獲引腳（目前 PX4 上不支持）
nARMED	表示 FMU 處于待命狀態(tài)。 低電平時(shí)表示激活（待命時(shí)是低電平）。
DSU7	用于 FMU 調(diào)試，讀取調(diào)試信息。
I2C2/I2C3/I2C4	連接I2C總線設(shè)備；比如外部的羅盤(pán)。
CAN1/CAN2	用于連接 UAVCAN 設(shè)備，比如 CAN GPS。
TYPE-C(USB)	連接到計(jì)算機(jī)，以便在飛控和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信，例如加載固件。
GPS&SAFETY	連接到 Neo GPS，其中包括GPS、安全開(kāi)關(guān)、蜂鳴器接口。
TELEM1/TELEM2	連接到數(shù)傳電臺(tái)
DSM/SBUS/RSSI	包含DSM、SBUS、RSSI信號(hào)輸入接口；DSM接口可以連接DSM衛(wèi)星接收機(jī)，SBUS接口可以連接SBUS總線的遙控器接收機(jī)，RSSI連接RSSI信號(hào)強(qiáng)度回傳模塊。

2 主板

主板也就是智能無(wú)人機(jī)的大腦，目前倆款無(wú)人機(jī)都是用的JETSON NANO，但是兩塊板子的版本不一樣，嘉創(chuàng)的nano版本更新一點(diǎn)，主板和飛控連接，更有很多創(chuàng)口和T265 激光雷達(dá)等相連接。

主板上要和顯示屏使用從而了解主板的運(yùn)行情況，主板和顯示屏之間有一根連接線，鼠標(biāo)和鍵盤(pán)連接在主板的窗口上，對(duì)于主板上系統(tǒng)程序的安裝，詳情請(qǐng)看代碼和軟件部分。

以嘉創(chuàng)飛機(jī)的主板為例 NVIDIA Jetson Xavier NX （https://www.nvidia.cn/autonomous-machines/embedded-systems/jetson-xavier-nx/）

它包括一個(gè)功能強(qiáng)大的緊湊型Jetson Xavier NX模塊，用于AI邊緣設(shè)備。具有精確的多模式AI推理功能，可以開(kāi)發(fā)和測(cè)試高能效，XAVIER?般的性能，NANO?般的大小。Jetson Xavier NX?尺寸為?70?毫米?x 45?毫米，

左圖為模組

模組技術(shù)規(guī)格
AI性能	21 TOPS
GPU	384-core NVIDIA Volta??GPU 和 48 Tensor Cores
CPU	6-core NVIDIA Carmel ARM?v8.2 64-bit CPU 6MB L2 + 4MB L3
內(nèi)存	8 GB 128-bit LPDDR4x 59.7GB/s
存儲(chǔ)	16 GB eMMC 5.1
功耗	10 W|15 W|20 W
PCIe	1 x1 (PCIe Gen3) + 1 x4 (PCIe Gen4), total 144 GT/s*
CSI攝像頭	最多6個(gè)攝像頭（通過(guò)虛擬通道可以最多支持24個(gè)） 12 lanes (3x4 or 6x2) MIPI CSI-2 D-PHY 1.2 (up to 30 Gbps)
視頻編碼	2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.265) 2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 20x 1080p30 (H.264)
視頻解碼	2x 8K30 | 6x 4K60 | 12x 4K30 | 22x 1080p60 | 44x 1080p30 (H.265) 2x 4K60 | 6x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.264)
顯示	2 multi-mode DP 1.4/eDP 1.4/HDMI 2.0
深度學(xué)習(xí)加速器	2個(gè) NVDLA 引擎
視覺(jué)加速器	7路 VLIW 視覺(jué)處理器
網(wǎng)絡(luò)	10/100/1000 BASE-T Ethernet
結(jié)構(gòu)尺寸	69.6 mm x 45 mm 260-pin SO-DIMM connector

左圖為我們現(xiàn)在飛機(jī)上的

開(kāi)發(fā)者套件技術(shù)規(guī)格
GPU	NVIDIA Volta??架構(gòu) 搭載 384 NVIDIA??CUDA??cores 和 48 Tensor cores
CPU	6-core NVIDIA Carmel ARM?v8.2 64-bit CPU 6 MB L2 + 4 MB L3
深度學(xué)習(xí)加速器	2個(gè) NVDLA 引擎
視覺(jué)加速器	7路VLIW視覺(jué)處理器
記憶	8 GB 128-bit LPDDR4x 59.7GB/s
內(nèi)存	microSD（不含記憶卡）
視頻編碼	2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.265) 2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 20x 1080p30 (H.264)
視頻解碼	2x 8K30 | 6x 4K60 | 12x 4K30 | 22x 1080p60 | 44x 1080p30 (H.265) 2x 4K60 | 6x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.264)
攝像頭	2個(gè) MIPI CSI-2 D-PHY lanes
連接	Gigabit以太網(wǎng), M.2 Key E (WiFi/BT included), M.2 Key M (NVMe)
顯示	HDMI 和 DP
USB	4x USB 3.1, USB 2.0 Micro-B
其他	GPIOs, I2C, I2S, SPI, UART
結(jié)構(gòu)尺寸	103 mm x 90.5 mm x 34 mm

具體接線如圖。

三 執(zhí)行系統(tǒng)

1電機(jī)

電機(jī)分為有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)，無(wú)刷是四軸的主流，力氣大，耐用。

1.1型號(hào)：電機(jī)的尺寸，例：2212電機(jī)，2018電機(jī)

不管什么牌子的電機(jī)，具體都要對(duì)應(yīng)4位這類(lèi)數(shù)字，其中前面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑，后面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的高度。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，前面2位越大，電機(jī)越肥，后面2位越大，電機(jī)越高。 又高又大的電機(jī)，功率就更大，適合做大四軸。 通常2212電機(jī)是最常見(jiàn)的配置了。

1.2轉(zhuǎn)速

每個(gè)無(wú)刷電機(jī)都會(huì)標(biāo)準(zhǔn)多少kv值，這個(gè)kv是外加1v電壓對(duì)應(yīng)的每分鐘空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，例如：1000kv電機(jī)，外加1v電壓，電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)每分鐘轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)，外加2v電壓，電機(jī)空轉(zhuǎn)就2000轉(zhuǎn)了。

同電機(jī)類(lèi)似，槳也有啥1045,7040這些4位數(shù)字，前面2位代表槳的直徑（單位：英寸 1英寸=254毫米）后面2位是槳的角度。

2.電子調(diào)速器（簡(jiǎn)稱(chēng)電調(diào)）

作用：

電調(diào)的作用就是將飛控板的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯拇笮?#xff0c;以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

因?yàn)殡姍C(jī)的電流是很大的，通常每個(gè)電機(jī)正常工作時(shí)，平均有3a左右的電流，如果沒(méi)有電調(diào)的存在，飛控板根本無(wú)法承受這樣大的電流（另外也沒(méi)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)的功能）。

同時(shí)電調(diào)在四軸當(dāng)中還充當(dāng)了電壓變化器的作用，將11.1v的電壓變?yōu)?v為飛控板和遙控器供電。

規(guī)格:

電調(diào)都會(huì)標(biāo)上多少A，如20a，40a 這個(gè)數(shù)字就是電調(diào)能夠提供的電流。大電流的電調(diào)可以兼容用在小電流的地方。小電流電調(diào)不能超標(biāo)使用。

四軸專(zhuān)用電調(diào)？

因?yàn)樗妮S飛行要求，電調(diào)快速響應(yīng)，而電調(diào)有快速響應(yīng)和慢速響應(yīng)的區(qū)別，所以四軸需要快速響應(yīng)的電調(diào)。

其實(shí)大多數(shù)常見(jiàn)電調(diào)是可以編程的，能通過(guò)編程來(lái)設(shè)置響應(yīng)速度。所以其實(shí)并沒(méi)有什么專(zhuān)用一說(shuō)。

3.螺旋槳

螺旋槳， 將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力或升力。螺旋槳高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于槳葉特殊的機(jī)構(gòu)，會(huì)在槳上下面形成一個(gè)壓力差，產(chǎn)生一個(gè)向上的拉力，螺旋槳有兩個(gè)重要的參數(shù)，槳直徑和槳螺距，單位均為英寸。比如8060槳，代表槳直徑是8英寸。即8*2.54＝20.32cm。螺距則為6英寸。槳分正槳和逆槳，安裝時(shí)正槳安裝在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電機(jī)上，逆槳安裝在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電機(jī)上。怎么區(qū)分正逆槳吶？(博創(chuàng)，嘉創(chuàng)公司的電機(jī)和槳葉均表明了方向）具體方法很多，這里簡(jiǎn)單說(shuō)個(gè)方法，槳正確安裝在電機(jī)上，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)槳葉，產(chǎn)生向下風(fēng)力的是正槳，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)槳葉，產(chǎn)生向下風(fēng)力的是反槳， 四軸飛行為了抵消螺旋槳的自旋，相隔的槳旋轉(zhuǎn)方向是不一樣的，所以需要正逆槳。安裝的時(shí)候，一定記得無(wú)論正逆槳，有字的一面是向上的（槳葉圓潤(rùn)的一面要和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致）。

四 感知系統(tǒng)

1 GPS

通常意義上講GPS，其實(shí)應(yīng)該是指Global Navigation Satellite System全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，即GNSS。主要是用來(lái)定位的系統(tǒng)。

這是由無(wú)人機(jī)的操作要求和任務(wù)要求決定的。有了GPS后，無(wú)人機(jī)能夠懸停飛行（定點(diǎn)），飛手操作的復(fù)雜性大大降低，同時(shí)，為了能夠執(zhí)行一些航跡飛行任務(wù)，定位信息也是必要的。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果只是姿態(tài)自穩(wěn)的飛行，可以沒(méi)有GPS，但是隨著要求的提高，GPS對(duì)飛控、對(duì)無(wú)人機(jī)都是必要的部件。

目前我們所使用的智能無(wú)人機(jī)還用不到定位功能，更多的是利用飛控上的安全開(kāi)關(guān)，來(lái)觀察無(wú)人機(jī)目前所處的狀態(tài)，是否處于能夠飛行的狀態(tài)，是否有問(wèn)題，以嘉創(chuàng)的無(wú)人機(jī)為例，飛行前需要先對(duì)安全開(kāi)關(guān)進(jìn)行解鎖，才能進(jìn)行飛行。

2 T265--大魚(yú)的眼睛

2.1 參數(shù)

（1）、T265采用了Movidius Myriad 2視覺(jué)處理單元（VPU），V-SLAM算法都直接在VPU上運(yùn)行 可直接輸出6DOF相機(jī)位姿

（2)、T265使用了雙目魚(yú)眼相機(jī) 分辨率848X800分辨率 30HZ 單色圖像 視場(chǎng)角 163° Fov(±5°)

(3)、IMU型號(hào)為 BM1055

(4)、相機(jī)與IMU的參數(shù)都保存在了傳感器中，可通過(guò)示例demo直接讀取出相機(jī)的內(nèi)參和相機(jī)與IMU之間的外參

(5)、相機(jī)外形尺寸 108 x 24.5 x 12.5 mm

T265左右目看到的圖像

關(guān)于，T265 數(shù)據(jù)讀取?環(huán)境安裝?讀取T265內(nèi)外參數(shù)信息?使用ROS包讀取T265數(shù)據(jù)?使用Opencv庫(kù)讀取T265等問(wèn)題詳情可以看無(wú)人機(jī)軟件部分和代碼部分。

2.2 T265的固定

T265對(duì)穩(wěn)定性要求比較高，目前我們固定T265有兩種機(jī)型的方法一種是博創(chuàng)公司固定T265是用減震球，嘉創(chuàng)固定265是用泡棉膠，減震效果各有優(yōu)劣，博創(chuàng)更佳，嘉創(chuàng)可替換性高。

2.3 T265的注意事項(xiàng)

(1) 接線藍(lán)線一端與T265連，另一端與主板連。

(2) T265是靠特征點(diǎn)識(shí)別，在啟動(dòng)T265之后要將T265抬起，左右上下前后調(diào)整，使其獲得足夠多的特征點(diǎn)，最好在正對(duì)T265前面放上靜止的特征識(shí)別板。

(3) T265對(duì)光線要求嚴(yán)格，在飛行過(guò)程前對(duì)光線進(jìn)行選擇，過(guò)亮或者過(guò)暗都會(huì)對(duì)T265的距離判斷產(chǎn)生影響，容易導(dǎo)致飛機(jī)失控。

3激光雷達(dá)

目前這兩款飛機(jī)都是這種激光雷達(dá)，激光雷達(dá)在無(wú)人機(jī)上的應(yīng)用，更多的是和避障代碼結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的避障。

激光雷達(dá)的測(cè)試請(qǐng)看代碼部分。

3.1原理

3.2激光三角測(cè)距原理

０１是激光發(fā)射器，射出去的激光由紅色虛線表示，Ａ，Ｂ，Ｃ是三個(gè)反射點(diǎn)。０２是攝像頭光心軸，綠色三角形代表用來(lái)捕捉反射光斑的相機(jī)模型。這張圖畫(huà)的是經(jīng)典小孔模型。　Ａ，Ｂ，Ｃ的成像點(diǎn)分別是Ａ‘，Ｂ’，Ｃ‘.　由于激光發(fā)射器和相機(jī)安裝的相對(duì)位置是已知的，　也就是說(shuō)相機(jī)的光心軸和激光（線）的角度已知（本圖畫(huà)的是９０度），線段０１０２長(zhǎng)度已知，角０１０２Ａ也已知（通過(guò)成像點(diǎn)在像平面的位置可以知道），于是問(wèn)題變成了一個(gè)“角邊角問(wèn)題”，上過(guò)初中的同學(xué)都應(yīng)該知道，已知“角邊角”，三角形有唯一解，于是０１A的長(zhǎng)度是可以算出來(lái)的。同理，　Ｂ，C 兩點(diǎn)距離０１的距離也是可解的。

五 電力系統(tǒng)

1 電池

無(wú)人機(jī)上用的電池一般是高倍率鋰聚合物電池。同樣電池容量鋰電最輕，起飛效率最高。

1.1電池容量

1000mah電池，如果以1000ma放電，可持續(xù)放電1小時(shí)。如果以500mh放電，可以持續(xù)放電2小時(shí)。（基地目前有4s5300 3300 一大一小兩款電池）。

1.2電池片數(shù)

鋰電池1節(jié)額定電壓3.7V，充滿(mǎn)電壓4.2v（4.35V高壓版電池）。2s電池（嘉創(chuàng)飛機(jī)電池為2s，遙控器上有保護(hù)電壓，低于保護(hù)電壓，遙控器不能啟用，代表有2個(gè)3.7v電池在里面，電壓為7.4v。例：20000mAh 6s 25c就是6片20000mAh的電池串聯(lián)。

1.3放電能力

這是普通鋰電池和動(dòng)力鋰電池最重要區(qū)別，動(dòng)力鋰電池需要很大電流放電，這個(gè)放電能力就是C來(lái)表示的。如1000mah電池 標(biāo)準(zhǔn)為5c，那么用5x1000mah，得出電池可以以5000mh的電流強(qiáng)度放電。例：20000mAh 25C，那么它的最大放電電流就是20*25=500A。

2 充電器

2.1 充電能力

同上面的c一樣，只是將放電變成了充電，如1000mah電池，2c快充，就代表可以用2000ma的電流來(lái)充電。不要圖快，冒然用大電流，超過(guò)規(guī)定參數(shù)充電，電池很容易損壞。

2.2平衡充電？

如3s電池，內(nèi)部是3個(gè)鋰電池，因?yàn)橹圃旃に囋?#xff0c;沒(méi)辦法保證每個(gè)電池完全一致，充電放電特性都有差異，電池串聯(lián)的情況下，就容易照常某些放電過(guò)度或充電過(guò)度，充電不飽滿(mǎn)等，所以解決辦法是分別對(duì)內(nèi)部單節(jié)電池充電。動(dòng)力鋰電都有2組線，1組是輸出線（2根），1組是單節(jié)鋰電引出線（與s數(shù)有關(guān)），充電時(shí)按說(shuō)明書(shū)，都插入充電器內(nèi)，就可以進(jìn)行平衡充電了。

2.3注意

電機(jī)與螺旋槳的搭配

螺旋槳越大，升力就越大，但對(duì)應(yīng)需要更大的力量來(lái)驅(qū)動(dòng)；

螺旋槳轉(zhuǎn)速越高，升力越大；

電機(jī)的kv越小，轉(zhuǎn)動(dòng)力量就越大；

綜上所述，大螺旋槳就需要用低kv電機(jī)，小螺旋槳就需要高kv電機(jī)（因?yàn)樾枰棉D(zhuǎn)速來(lái)彌補(bǔ)升力不足）

如果高kv帶大槳，力量不夠，那么就很困難，實(shí)際還是低俗運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)和電調(diào)很容易燒掉。

如果低kv帶小槳，完全沒(méi)有問(wèn)題，但升力不夠，可能造成無(wú)法起飛。

例：常用1000kv電機(jī)，配10寸左右的槳。

2.4 配電池

這與選擇的電機(jī)、螺旋槳，想要的飛行時(shí)間相關(guān)。

容量越大，c越高，s越多，電池越重；

基本原理是用大槳，因?yàn)檎w搭配下來(lái)功率高，自身升力大，為了保證可玩時(shí)間，可選高容量，高c，3s以上電池。最低建議1500mah，20c，3s。

小四軸，因?yàn)樽陨砩τ邢?#xff0c;整體功率也不高，就可以考慮小容量，小c，3s以下電池。

選擇電池是要注意，電池的最大放電電流要大于各個(gè)電機(jī)的總電流，電池的選擇決定飛行的時(shí)間的多少。

如果用低c的電池，大電流放電，電池會(huì)迅速損壞，甚至自燃。

六 控制交互系統(tǒng)

1 基站（https://qgc-docs.drjlab.com/master/en/FlyView/FlyView.html）

當(dāng)前我們使用的基站多為QGC地面站詳情請(qǐng)看軟件一欄

2接收器（與飛控相連 遙控器）

2.1通道

通道就是可以遙控器控制的動(dòng)作路數(shù)，比如遙控器只能控制四軸上下飛，那么就是1個(gè)通道。但四軸在控制過(guò)程中需要控制的動(dòng)作路數(shù)有：上下、左右、前后、旋轉(zhuǎn)所以最低得4通道遙控器。如果想以后玩航拍這些就需要更多通道的遙控器了。

2.2日本手、美國(guó)手

遙控器上油門(mén)的位置在右邊是日本手、在左邊是美國(guó)手，所謂遙控器油門(mén)，在四軸飛行器當(dāng)中控制供電電流大小，電流大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)得快，飛得高、力量大。反之同理。判斷遙控器的油門(mén)很簡(jiǎn)單，遙控器2個(gè)搖桿當(dāng)中，上下板動(dòng)后不自動(dòng)回到中間的那個(gè)就是油門(mén)搖桿。

2.3機(jī)架

機(jī)架的軸長(zhǎng)短有沒(méi)有規(guī)定？（要符合比賽要求，比賽前會(huì)進(jìn)行測(cè)量，軸間距指的是對(duì)角兩個(gè)電機(jī)的距離）

理論上講，只要4個(gè)螺旋槳不打架就可以了，但要考慮到，螺旋槳之間因?yàn)樾D(zhuǎn)產(chǎn)生的亂流互相影響，建議還是不要太近，否則影響效率。 這也是為什么四軸用2葉螺旋槳比用3葉螺旋槳多的原因之一（3葉的還有個(gè)缺點(diǎn)，平衡不好做）

四旋翼無(wú)人機(jī)硬件

制作人褚發(fā)

一 總覽

四旋翼無(wú)人機(jī)的硬件組成：無(wú)刷電機(jī)（4個(gè)）；電子調(diào)速器（簡(jiǎn)稱(chēng)電調(diào)，4個(gè)，常見(jiàn)有好盈、中特威、新西達(dá)等品牌）；螺旋槳（4個(gè)，需要2個(gè)正漿，2個(gè)反漿）；飛控；電池（11.1v航模動(dòng)力電池）；遙控器（最低四通道遙控器）；機(jī)架（常用鋁架和碳纖維板）；充電器(盡量選擇平衡充電器)；T265；主板；激光雷達(dá)等

接下來(lái)，我們以控制系統(tǒng)；執(zhí)行系統(tǒng)；感知系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；和控制交互系統(tǒng)來(lái)分別帶大家學(xué)習(xí)了解四旋翼無(wú)人機(jī)硬件的部分

二 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)主要由飛控和主板兩部分組成。

1飛控

飛控即飛行控制系統(tǒng)是飛機(jī)的大腦，無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)︼w行器的構(gòu)形、飛行姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)施控制，其載有加速度計(jì)、陀螺儀、氣壓計(jì)、羅盤(pán)等傳感器。由它來(lái)控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制飛機(jī)的姿態(tài)，加上GPS或差分GPS可完成定點(diǎn)懸停，自主航線飛行等功能。

飛控通過(guò)接收機(jī)接收遙控器發(fā)送的遙控信號(hào)（地面站控制時(shí)：地面站通過(guò)云航燈或電臺(tái)發(fā)送給飛控的自主飛行指令），經(jīng)過(guò)飛控程序處理后，通過(guò)電調(diào)來(lái)控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制飛行器動(dòng)作的目的。

作用：如果沒(méi)有飛控板，四軸飛行器就會(huì)因?yàn)榘惭b、外界干擾、零件之間的不一致型等原因形成飛行力量不平衡，后果就是左右、上下的胡亂翻滾，根本無(wú)法飛行，飛控板的作用就是通過(guò)飛控板上的陀螺儀，對(duì)四軸飛行狀態(tài)進(jìn)行快速調(diào)整，如發(fā)現(xiàn)右邊力量大，向左傾斜，那么就減弱右邊電流輸出，電機(jī)變慢，升力變小，自然就不再向左傾斜。飛控有X模式和+模式的。X模式要難飛一點(diǎn)，但動(dòng)作更靈活。+模式要好飛一點(diǎn)，動(dòng)作靈活差一點(diǎn)，所以適合初學(xué)者。特別注意，x模式和+模式的飛控安裝是不同的如果飛控板安裝錯(cuò)誤，會(huì)劇烈的晃動(dòng)，根本無(wú)法飛。

大致一看四軸十字和四軸×字沒(méi)多大差別，M1，M3都是逆時(shí)針，M2，M4都是順時(shí)針，它倆真正的區(qū)別在于，做動(dòng)作時(shí)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況。

四軸×字

前進(jìn)時(shí)，M3，M4速度同時(shí)增加，M1，M2速度同時(shí)減小。

左移時(shí)，M1，M4速度同時(shí)增加，M2，M3速度同時(shí)減小。

左旋時(shí)，M2，M4速度同時(shí)增加，M1，M3速度同時(shí)減小。

四軸十字

前進(jìn)時(shí)，M3速度增加，M1速度減小。

左移時(shí)，M4速度增加，M2速度減小。

左旋時(shí)，M2，M4速度同時(shí)增加，M1，M3速度同時(shí)減小。

M指的是電機(jī)位置

有此可看出做動(dòng)作時(shí)四軸×字始終有兩兩電機(jī)參與速度調(diào)整，一般建議四軸采用×字（博創(chuàng)，嘉創(chuàng)飛機(jī)均是×型），對(duì)控制動(dòng)作來(lái)說(shuō)能更好一些。

以嘉創(chuàng)無(wú)人機(jī)的飛控為例（如左圖），嘉創(chuàng)所使用的是雷迅V5 NANO 飛控（https://docs.px4.io/master/zh/assembly/quick_start_cuav_v5_nano.html）

飛控的具體接線圖如下

主要接口	功能
電源	連接電源模塊；提供能量、模擬電壓和電流測(cè)量。
PM2	不要與 PX4 一起使用
TF CARD	用于日志存儲(chǔ)的SD卡（隨卡提供）
M1~M8	PWM 輸出接口。 可以使用它控制電機(jī)或舵機(jī)。
A1~A3	捕獲引腳（目前 PX4 上不支持）
nARMED	表示 FMU 處于待命狀態(tài)。 低電平時(shí)表示激活（待命時(shí)是低電平）。
DSU7	用于 FMU 調(diào)試，讀取調(diào)試信息。
I2C2/I2C3/I2C4	連接I2C總線設(shè)備；比如外部的羅盤(pán)。
CAN1/CAN2	用于連接 UAVCAN 設(shè)備，比如 CAN GPS。
TYPE-C(USB)	連接到計(jì)算機(jī)，以便在飛控和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信，例如加載固件。
GPS&SAFETY	連接到 Neo GPS，其中包括GPS、安全開(kāi)關(guān)、蜂鳴器接口。
TELEM1/TELEM2	連接到數(shù)傳電臺(tái)
DSM/SBUS/RSSI	包含DSM、SBUS、RSSI信號(hào)輸入接口；DSM接口可以連接DSM衛(wèi)星接收機(jī)，SBUS接口可以連接SBUS總線的遙控器接收機(jī)，RSSI連接RSSI信號(hào)強(qiáng)度回傳模塊。

2 主板

主板也就是智能無(wú)人機(jī)的大腦，目前倆款無(wú)人機(jī)都是用的JETSON NANO，但是兩塊板子的版本不一樣，嘉創(chuàng)的nano版本更新一點(diǎn)，主板和飛控連接，更有很多創(chuàng)口和T265 激光雷達(dá)等相連接。

主板上要和顯示屏使用從而了解主板的運(yùn)行情況，主板和顯示屏之間有一根連接線，鼠標(biāo)和鍵盤(pán)連接在主板的窗口上，對(duì)于主板上系統(tǒng)程序的安裝，詳情請(qǐng)看代碼和軟件部分。

以嘉創(chuàng)飛機(jī)的主板為例 NVIDIA Jetson Xavier NX （https://www.nvidia.cn/autonomous-machines/embedded-systems/jetson-xavier-nx/）

它包括一個(gè)功能強(qiáng)大的緊湊型Jetson Xavier NX模塊，用于AI邊緣設(shè)備。具有精確的多模式AI推理功能，可以開(kāi)發(fā)和測(cè)試高能效，XAVIER?般的性能，NANO?般的大小。Jetson Xavier NX?尺寸為?70?毫米?x 45?毫米，

左圖為模組

模組技術(shù)規(guī)格
AI性能	21 TOPS
GPU	384-core NVIDIA Volta??GPU 和 48 Tensor Cores
CPU	6-core NVIDIA Carmel ARM?v8.2 64-bit CPU 6MB L2 + 4MB L3
內(nèi)存	8 GB 128-bit LPDDR4x 59.7GB/s
存儲(chǔ)	16 GB eMMC 5.1
功耗	10 W|15 W|20 W
PCIe	1 x1 (PCIe Gen3) + 1 x4 (PCIe Gen4), total 144 GT/s*
CSI攝像頭	最多6個(gè)攝像頭（通過(guò)虛擬通道可以最多支持24個(gè)） 12 lanes (3x4 or 6x2) MIPI CSI-2 D-PHY 1.2 (up to 30 Gbps)
視頻編碼	2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.265) 2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 20x 1080p30 (H.264)
視頻解碼	2x 8K30 | 6x 4K60 | 12x 4K30 | 22x 1080p60 | 44x 1080p30 (H.265) 2x 4K60 | 6x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.264)
顯示	2 multi-mode DP 1.4/eDP 1.4/HDMI 2.0
深度學(xué)習(xí)加速器	2個(gè) NVDLA 引擎
視覺(jué)加速器	7路 VLIW 視覺(jué)處理器
網(wǎng)絡(luò)	10/100/1000 BASE-T Ethernet
結(jié)構(gòu)尺寸	69.6 mm x 45 mm 260-pin SO-DIMM connector

左圖為我們現(xiàn)在飛機(jī)上的

開(kāi)發(fā)者套件技術(shù)規(guī)格
GPU	NVIDIA Volta??架構(gòu) 搭載 384 NVIDIA??CUDA??cores 和 48 Tensor cores
CPU	6-core NVIDIA Carmel ARM?v8.2 64-bit CPU 6 MB L2 + 4 MB L3
深度學(xué)習(xí)加速器	2個(gè) NVDLA 引擎
視覺(jué)加速器	7路VLIW視覺(jué)處理器
記憶	8 GB 128-bit LPDDR4x 59.7GB/s
內(nèi)存	microSD（不含記憶卡）
視頻編碼	2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.265) 2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 20x 1080p30 (H.264)
視頻解碼	2x 8K30 | 6x 4K60 | 12x 4K30 | 22x 1080p60 | 44x 1080p30 (H.265) 2x 4K60 | 6x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.264)
攝像頭	2個(gè) MIPI CSI-2 D-PHY lanes
連接	Gigabit以太網(wǎng), M.2 Key E (WiFi/BT included), M.2 Key M (NVMe)
顯示	HDMI 和 DP
USB	4x USB 3.1, USB 2.0 Micro-B
其他	GPIOs, I2C, I2S, SPI, UART
結(jié)構(gòu)尺寸	103 mm x 90.5 mm x 34 mm

具體接線如圖。

三 執(zhí)行系統(tǒng)

1電機(jī)

電機(jī)分為有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)，無(wú)刷是四軸的主流，力氣大，耐用。

1.1型號(hào)：電機(jī)的尺寸，例：2212電機(jī)，2018電機(jī)

不管什么牌子的電機(jī)，具體都要對(duì)應(yīng)4位這類(lèi)數(shù)字，其中前面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑，后面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的高度。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，前面2位越大，電機(jī)越肥，后面2位越大，電機(jī)越高。 又高又大的電機(jī)，功率就更大，適合做大四軸。 通常2212電機(jī)是最常見(jiàn)的配置了。

1.2轉(zhuǎn)速

每個(gè)無(wú)刷電機(jī)都會(huì)標(biāo)準(zhǔn)多少kv值，這個(gè)kv是外加1v電壓對(duì)應(yīng)的每分鐘空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，例如：1000kv電機(jī)，外加1v電壓，電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)每分鐘轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)，外加2v電壓，電機(jī)空轉(zhuǎn)就2000轉(zhuǎn)了。

同電機(jī)類(lèi)似，槳也有啥1045,7040這些4位數(shù)字，前面2位代表槳的直徑（單位：英寸 1英寸=254毫米）后面2位是槳的角度。

2.電子調(diào)速器（簡(jiǎn)稱(chēng)電調(diào)）

作用：

電調(diào)的作用就是將飛控板的控制信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯拇笮?#xff0c;以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

因?yàn)殡姍C(jī)的電流是很大的，通常每個(gè)電機(jī)正常工作時(shí)，平均有3a左右的電流，如果沒(méi)有電調(diào)的存在，飛控板根本無(wú)法承受這樣大的電流（另外也沒(méi)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)的功能）。

同時(shí)電調(diào)在四軸當(dāng)中還充當(dāng)了電壓變化器的作用，將11.1v的電壓變?yōu)?v為飛控板和遙控器供電。

規(guī)格:

電調(diào)都會(huì)標(biāo)上多少A，如20a，40a 這個(gè)數(shù)字就是電調(diào)能夠提供的電流。大電流的電調(diào)可以兼容用在小電流的地方。小電流電調(diào)不能超標(biāo)使用。

四軸專(zhuān)用電調(diào)？

因?yàn)樗妮S飛行要求，電調(diào)快速響應(yīng)，而電調(diào)有快速響應(yīng)和慢速響應(yīng)的區(qū)別，所以四軸需要快速響應(yīng)的電調(diào)。

其實(shí)大多數(shù)常見(jiàn)電調(diào)是可以編程的，能通過(guò)編程來(lái)設(shè)置響應(yīng)速度。所以其實(shí)并沒(méi)有什么專(zhuān)用一說(shuō)。

3.螺旋槳

螺旋槳， 將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)功率轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力或升力。螺旋槳高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于槳葉特殊的機(jī)構(gòu)，會(huì)在槳上下面形成一個(gè)壓力差，產(chǎn)生一個(gè)向上的拉力，螺旋槳有兩個(gè)重要的參數(shù)，槳直徑和槳螺距，單位均為英寸。比如8060槳，代表槳直徑是8英寸。即8*2.54＝20.32cm。螺距則為6英寸。槳分正槳和逆槳，安裝時(shí)正槳安裝在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電機(jī)上，逆槳安裝在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的電機(jī)上。怎么區(qū)分正逆槳吶？(博創(chuàng)，嘉創(chuàng)公司的電機(jī)和槳葉均表明了方向）具體方法很多，這里簡(jiǎn)單說(shuō)個(gè)方法，槳正確安裝在電機(jī)上，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)槳葉，產(chǎn)生向下風(fēng)力的是正槳，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)槳葉，產(chǎn)生向下風(fēng)力的是反槳， 四軸飛行為了抵消螺旋槳的自旋，相隔的槳旋轉(zhuǎn)方向是不一樣的，所以需要正逆槳。安裝的時(shí)候，一定記得無(wú)論正逆槳，有字的一面是向上的（槳葉圓潤(rùn)的一面要和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致）。

四 感知系統(tǒng)

1 GPS

通常意義上講GPS，其實(shí)應(yīng)該是指Global Navigation Satellite System全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，即GNSS。主要是用來(lái)定位的系統(tǒng)。

這是由無(wú)人機(jī)的操作要求和任務(wù)要求決定的。有了GPS后，無(wú)人機(jī)能夠懸停飛行（定點(diǎn)），飛手操作的復(fù)雜性大大降低，同時(shí)，為了能夠執(zhí)行一些航跡飛行任務(wù)，定位信息也是必要的。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果只是姿態(tài)自穩(wěn)的飛行，可以沒(méi)有GPS，但是隨著要求的提高，GPS對(duì)飛控、對(duì)無(wú)人機(jī)都是必要的部件。

目前我們所使用的智能無(wú)人機(jī)還用不到定位功能，更多的是利用飛控上的安全開(kāi)關(guān)，來(lái)觀察無(wú)人機(jī)目前所處的狀態(tài)，是否處于能夠飛行的狀態(tài)，是否有問(wèn)題，以嘉創(chuàng)的無(wú)人機(jī)為例，飛行前需要先對(duì)安全開(kāi)關(guān)進(jìn)行解鎖，才能進(jìn)行飛行。

2 T265--大魚(yú)的眼睛

2.1 參數(shù)

（1）、T265采用了Movidius Myriad 2視覺(jué)處理單元（VPU），V-SLAM算法都直接在VPU上運(yùn)行 可直接輸出6DOF相機(jī)位姿

（2)、T265使用了雙目魚(yú)眼相機(jī) 分辨率848X800分辨率 30HZ 單色圖像 視場(chǎng)角 163° Fov(±5°)

(3)、IMU型號(hào)為 BM1055

(4)、相機(jī)與IMU的參數(shù)都保存在了傳感器中，可通過(guò)示例demo直接讀取出相機(jī)的內(nèi)參和相機(jī)與IMU之間的外參

(5)、相機(jī)外形尺寸 108 x 24.5 x 12.5 mm

T265左右目看到的圖像

關(guān)于，T265 數(shù)據(jù)讀取?環(huán)境安裝?讀取T265內(nèi)外參數(shù)信息?使用ROS包讀取T265數(shù)據(jù)?使用Opencv庫(kù)讀取T265等問(wèn)題詳情可以看無(wú)人機(jī)軟件部分和代碼部分。

2.2 T265的固定

T265對(duì)穩(wěn)定性要求比較高，目前我們固定T265有兩種機(jī)型的方法一種是博創(chuàng)公司固定T265是用減震球，嘉創(chuàng)固定265是用泡棉膠，減震效果各有優(yōu)劣，博創(chuàng)更佳，嘉創(chuàng)可替換性高。

博創(chuàng)的減震圖

2.3 T265的注意事項(xiàng)

(1) 接線藍(lán)線一端與T265連，另一端與主板連。

(2) T265是靠特征點(diǎn)識(shí)別，在啟動(dòng)T265之后要將T265抬起，左右上下前后調(diào)整，使其獲得足夠多的特征點(diǎn)，最好在正對(duì)T265前面放上靜止的特征識(shí)別板。

(3) T265對(duì)光線要求嚴(yán)格，在飛行過(guò)程前對(duì)光線進(jìn)行選擇，過(guò)亮或者過(guò)暗都會(huì)對(duì)T265的距離判斷產(chǎn)生影響，容易導(dǎo)致飛機(jī)失控。

3激光雷達(dá)

目前這兩款飛機(jī)都是這種激光雷達(dá)，激光雷達(dá)在無(wú)人機(jī)上的應(yīng)用，更多的是和避障代碼結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的避障。

激光雷達(dá)的測(cè)試請(qǐng)看代碼部分。

3.1原理

3.2激光三角測(cè)距原理

０１是激光發(fā)射器，射出去的激光由紅色虛線表示，Ａ，Ｂ，Ｃ是三個(gè)反射點(diǎn)。０２是攝像頭光心軸，綠色三角形代表用來(lái)捕捉反射光斑的相機(jī)模型。這張圖畫(huà)的是經(jīng)典小孔模型。　Ａ，Ｂ，Ｃ的成像點(diǎn)分別是Ａ‘，Ｂ’，Ｃ‘.　由于激光發(fā)射器和相機(jī)安裝的相對(duì)位置是已知的，　也就是說(shuō)相機(jī)的光心軸和激光（線）的角度已知（本圖畫(huà)的是９０度），線段０１０２長(zhǎng)度已知，角０１０２Ａ也已知（通過(guò)成像點(diǎn)在像平面的位置可以知道），于是問(wèn)題變成了一個(gè)“角邊角問(wèn)題”，上過(guò)初中的同學(xué)都應(yīng)該知道，已知“角邊角”，三角形有唯一解，于是０１A的長(zhǎng)度是可以算出來(lái)的。同理，　Ｂ，C 兩點(diǎn)距離０１的距離也是可解的。

五 電力系統(tǒng)

1 電池

無(wú)人機(jī)上用的電池一般是高倍率鋰聚合物電池。同樣電池容量鋰電最輕，起飛效率最高。

1.1電池容量

1000mah電池，如果以1000ma放電，可持續(xù)放電1小時(shí)。如果以500mh放電，可以持續(xù)放電2小時(shí)。（基地目前有4s5300 3300 一大一小兩款電池）。

1.2電池片數(shù)

鋰電池1節(jié)額定電壓3.7V，充滿(mǎn)電壓4.2v（4.35V高壓版電池）。2s電池（嘉創(chuàng)飛機(jī)電池為2s，遙控器上有保護(hù)電壓，低于保護(hù)電壓，遙控器不能啟用，代表有2個(gè)3.7v電池在里面，電壓為7.4v。例：20000mAh 6s 25c就是6片20000mAh的電池串聯(lián)。

1.3放電能力

這是普通鋰電池和動(dòng)力鋰電池最重要區(qū)別，動(dòng)力鋰電池需要很大電流放電，這個(gè)放電能力就是C來(lái)表示的。如1000mah電池 標(biāo)準(zhǔn)為5c，那么用5x1000mah，得出電池可以以5000mh的電流強(qiáng)度放電。例：20000mAh 25C，那么它的最大放電電流就是20*25=500A。

2 充電器

2.1 充電能力

同上面的c一樣，只是將放電變成了充電，如1000mah電池，2c快充，就代表可以用2000ma的電流來(lái)充電。不要圖快，冒然用大電流，超過(guò)規(guī)定參數(shù)充電，電池很容易損壞。

2.2平衡充電？

如3s電池，內(nèi)部是3個(gè)鋰電池，因?yàn)橹圃旃に囋?#xff0c;沒(méi)辦法保證每個(gè)電池完全一致，充電放電特性都有差異，電池串聯(lián)的情況下，就容易照常某些放電過(guò)度或充電過(guò)度，充電不飽滿(mǎn)等，所以解決辦法是分別對(duì)內(nèi)部單節(jié)電池充電。動(dòng)力鋰電都有2組線，1組是輸出線（2根），1組是單節(jié)鋰電引出線（與s數(shù)有關(guān)），充電時(shí)按說(shuō)明書(shū)，都插入充電器內(nèi)，就可以進(jìn)行平衡充電了。

2.3注意

電機(jī)與螺旋槳的搭配

螺旋槳越大，升力就越大，但對(duì)應(yīng)需要更大的力量來(lái)驅(qū)動(dòng)；

螺旋槳轉(zhuǎn)速越高，升力越大；

電機(jī)的kv越小，轉(zhuǎn)動(dòng)力量就越大；

綜上所述，大螺旋槳就需要用低kv電機(jī)，小螺旋槳就需要高kv電機(jī)（因?yàn)樾枰棉D(zhuǎn)速來(lái)彌補(bǔ)升力不足）

如果高kv帶大槳，力量不夠，那么就很困難，實(shí)際還是低俗運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)和電調(diào)很容易燒掉。

如果低kv帶小槳，完全沒(méi)有問(wèn)題，但升力不夠，可能造成無(wú)法起飛。

例：常用1000kv電機(jī)，配10寸左右的槳。

2.4 配電池

這與選擇的電機(jī)、螺旋槳，想要的飛行時(shí)間相關(guān)。

容量越大，c越高，s越多，電池越重；

基本原理是用大槳，因?yàn)檎w搭配下來(lái)功率高，自身升力大，為了保證可玩時(shí)間，可選高容量，高c，3s以上電池。最低建議1500mah，20c，3s。

小四軸，因?yàn)樽陨砩τ邢?#xff0c;整體功率也不高，就可以考慮小容量，小c，3s以下電池。

選擇電池是要注意，電池的最大放電電流要大于各個(gè)電機(jī)的總電流，電池的選擇決定飛行的時(shí)間的多少。

如果用低c的電池，大電流放電，電池會(huì)迅速損壞，甚至自燃。

六 控制交互系統(tǒng)

1 基站（https://qgc-docs.drjlab.com/master/en/FlyView/FlyView.html）

當(dāng)前我們使用的基站多為QGC地面站詳情請(qǐng)看軟件一欄

2接收器（與飛控相連 遙控器）

2.1通道

通道就是可以遙控器控制的動(dòng)作路數(shù)，比如遙控器只能控制四軸上下飛，那么就是1個(gè)通道。但四軸在控制過(guò)程中需要控制的動(dòng)作路數(shù)有：上下、左右、前后、旋轉(zhuǎn)所以最低得4通道遙控器。如果想以后玩航拍這些就需要更多通道的遙控器了。

2.2日本手、美國(guó)手

遙控器上油門(mén)的位置在右邊是日本手、在左邊是美國(guó)手，所謂遙控器油門(mén)，在四軸飛行器當(dāng)中控制供電電流大小，電流大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)得快，飛得高、力量大。反之同理。判斷遙控器的油門(mén)很簡(jiǎn)單，遙控器2個(gè)搖桿當(dāng)中，上下板動(dòng)后不自動(dòng)回到中間的那個(gè)就是油門(mén)搖桿。

2.3機(jī)架

機(jī)架的軸長(zhǎng)短有沒(méi)有規(guī)定？（要符合比賽要求，比賽前會(huì)進(jìn)行測(cè)量，軸間距指的是對(duì)角兩個(gè)電機(jī)的距離）

理論上講，只要4個(gè)螺旋槳不打架就可以了，但要考慮到，螺旋槳之間因?yàn)樾D(zhuǎn)產(chǎn)生的亂流互相影響，建議還是不要太近，否則影響效率。 這也是為什么四軸用2葉螺旋槳比用3葉螺旋槳多的原因之一（3葉的還有個(gè)缺點(diǎn)，平衡不好做）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的四旋翼无人机硬件，飞控，基站，NX的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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