常用無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)——MultiWii飛控
in 公司新聞 by huan
縱觀使得無(wú)人機(jī)得以實(shí)現(xiàn)的三大突破—電機(jī)、電池、控制系統(tǒng)，我發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)是最有意思的。也許是寫(xiě)代碼的職業(yè)生涯給我?guī)?lái)的偏見(jiàn)，但好歹我也是帶有些人情味的。當(dāng)然，也有些人有真實(shí)的關(guān)于開(kāi)發(fā)我們的電機(jī)和電池的故事，但是這些故事都被深埋在那些享有專利的公司之中。不過(guò)我們?cè)谶@兒尋找的那些飛行控制器基本上都是些開(kāi)放資源，所以關(guān)于他們自主開(kāi)發(fā)的故事也將被公之于眾。我們將尋找?guī)讉€(gè)關(guān)于無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)的項(xiàng)目。這些項(xiàng)目都已開(kāi)發(fā)了可以在無(wú)人機(jī)上運(yùn)行的軟件，用以控制無(wú)人機(jī)并使無(wú)人機(jī)穩(wěn)定飛行。同時(shí)，許多項(xiàng)目也已經(jīng)包含了地面控制臺(tái)軟件來(lái)監(jiān)控以及調(diào)整無(wú)人機(jī)，甚至是開(kāi)放式資源的硬件規(guī)范。我們將追溯每個(gè)項(xiàng)目的歷史，并找出一個(gè)選擇該系統(tǒng)而不是其他系統(tǒng)的理由。MultiWii編輯搜圖MultiWii有著出色的穩(wěn)定控制性能MultiWii是一個(gè)用于控制多旋翼模型的通用方案。最初，它只是開(kāi)發(fā)用于支持搭載陀螺儀和加速度計(jì)的NintendoWii控制手柄，目前已經(jīng)支持多種傳感器類型。結(jié)尾處的這兩個(gè)“i”是參考了任天堂的電視游戲系統(tǒng)。當(dāng)固態(tài)陀螺儀第一次被用于商業(yè)產(chǎn)品時(shí)，最早使用它們的一種產(chǎn)品正是Wii控制器。在當(dāng)時(shí)，不計(jì)其數(shù)的Wii控制器被拆解開(kāi)，就因?yàn)檫@是得到芯片最可靠的方法。同時(shí)，一個(gè)使用從Wii控制器里得到的陀螺儀開(kāi)發(fā)出來(lái)的完整的控制系統(tǒng)被連接到Arduinos用來(lái)控制多軸飛行器。這個(gè)項(xiàng)目就以MultiWii這個(gè)名字而被知曉。編輯 搜圖 MultiWii是基于Arduino的開(kāi)源項(xiàng)目，能為各種平臺(tái)提供自穩(wěn)控制，被廣泛的用于多軸飛行器與航拍。除飛控以外，該項(xiàng)目當(dāng)前還包含有適用于自己通訊協(xié)議的的視頻疊加方案，地面站配置工具，以及一個(gè)第三方的基于Arduino的I2C接口的GPS導(dǎo)航模塊。編輯 搜圖 任何人都可以在Arduino平臺(tái)上開(kāi)發(fā)最原始的Wii控制器只有加速度計(jì)并沒(méi)有陀螺儀，所以它不足以控制飛行。使用運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展或者是雙節(jié)棍就可以使一個(gè)控制器有3個(gè)陀螺轉(zhuǎn)子。一些最早的MultiWii控制器沒(méi)有加速度計(jì)，因此沒(méi)有絕對(duì)的參考標(biāo)準(zhǔn)。但是使無(wú)人機(jī)搖晃、傾斜、偏航變得穩(wěn)定的比率提供了有效的控制使其飛行。也許有人會(huì)說(shuō)，MultiWii飛控早就過(guò)時(shí)了，說(shuō)的沒(méi)錯(cuò)，但是對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，它有著相當(dāng)重要的入門(mén)意義。相比浩如煙海的APM源碼庫(kù)來(lái)說(shuō)，MultiWii飛控的代碼量算是相當(dāng)?shù)男?，有基本編程?jīng)驗(yàn)的人，花不多時(shí)間就能理順整個(gè)飛控的控制流程；同時(shí)MultiWii飛控的功能也是簡(jiǎn)潔可靠，用于飛行器的自穩(wěn)控制并不比其他當(dāng)前主流飛控差；雖然當(dāng)前基于GPS的飛行模式還不夠成熟，但是其GPS導(dǎo)航模式已經(jīng)可以可靠工作。所以，挖掘其中的價(jià)值還是很有意義的。編輯 搜圖 可以編寫(xiě)MWC的板子MultiWii的發(fā)展已經(jīng)像無(wú)人機(jī)控制器一樣成熟了，也正因?yàn)槿绱耸沟迷S多分支項(xiàng)目誕生了。這包括了其中最著名的Baseflight和Cleanflight，之后我們將在本章加以介紹。這項(xiàng)技術(shù)的成熟意味著將產(chǎn)生各種程序支持。MultiWiiConf，這個(gè)主要配置程序已經(jīng)可以在所有的主要桌面和手機(jī)平臺(tái)上使用了。因?yàn)橐恍┓种ы?xiàng)目已經(jīng)以MultiWii串行協(xié)議(MSP)維護(hù)了兼容性用以交流溝通，MultiWiiConf和許多MultiWii支持程序同樣也可以用其他控制系統(tǒng)了。當(dāng)MultiWii支持GPS穩(wěn)定性時(shí)也有許多面向最新傳感器的實(shí)驗(yàn)版本，這確實(shí)有它自己的局限性。MultiWii這個(gè)名字中的“Multi”意味著它是用于多軸飛行器。的而不是用于直升機(jī)的，當(dāng)然也不是用于固定翼飛機(jī)的。它也不能完成一些復(fù)雜的、自主的任務(wù)。(后者正是我們尋找下一代無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)的動(dòng)力。)第一架MultiWii三軸飛行器第一架使用MultiWii的飛行器是Alexandre Dubus在2010年制造的一架三軸飛行器(見(jiàn)圖)。它只有一個(gè)陀螺儀(沒(méi)有加速度計(jì))，所以它并沒(méi)有什么參考價(jià)值。不過(guò)，據(jù)報(bào)道這架三軸飛行器飛行得卻非常棒。 編輯 搜圖 第一架使用MultiWii的三軸飛行器