飛行控制系統(tǒng)通過高效的控制算法內(nèi)核,能夠精準地感應(yīng)并計算出飛行器的飛行姿態(tài)等數(shù)據(jù),再通過主控制單元實現(xiàn)精準定位懸停和自主平穩(wěn)飛行。
在沒有飛行控制系統(tǒng)的情況下,有很多的專業(yè)飛手經(jīng)過長期艱苦的練習,也能控制飛行器非常平穩(wěn)地飛行,但是,這個難度和要求特別高,同時需要非常豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗。如果沒有飛行控制系統(tǒng),飛手需要時時刻刻關(guān)注飛行器的動向,眼睛完全不可能離開飛行器,時時刻刻處于高度緊張的工作狀態(tài)。而且,人眼的有效視距是非常有限的,即使能穩(wěn)定地控制飛行,但是控制的精度也很可能滿足不了航拍的需求,控制距離越遠,控制精度越差。還有,對于不同的拍攝需求,以及面臨不同的拍攝環(huán)境或條件,人為飛行控制更是難上加上,甚至根本不可能實現(xiàn)。
飛行控制系統(tǒng)是目前實現(xiàn)簡單操控和精準飛行的必備武器。
飛行控制系統(tǒng)的主要部件組成
飛行控制系統(tǒng)一般主要由主控單元、IMU(慣性測量單元)、GPS指南針模塊、LED指示燈模塊等部件組成。
1 主控單元是飛行控制系統(tǒng)的核心,通過它將IMU、GPS指南針、舵機和遙控接收機等設(shè)備接入飛行控制系統(tǒng)從而實現(xiàn)飛行器自主飛行功能。除了輔助飛行控制以外,某些主控器還具備記錄飛行數(shù)據(jù)的黑匣子功能,比如:DJI的Ace One。主控單元還能通過USB接口,進行飛行參數(shù)的調(diào)節(jié)和系統(tǒng)的固件升級。
2 IMU(慣性測量單元),包含3軸加速度計、3軸角速度計和氣壓高度計,是高精度感應(yīng)飛行器姿態(tài)、角度、速度和高度的元器件集合體,在飛行輔助功能中充當極其重要的角色。
3 GPS指南針模塊,包含GPS模塊和指南針模塊,用于精確確定飛行器的方向及經(jīng)緯度。對于失控保護自動返航,精準定位懸停等功能的實現(xiàn)至關(guān)重要
4 LED指示燈模塊,用于實時顯示飛行狀態(tài),是飛行過程中必不可少的,它能幫助飛手實時了解飛行狀態(tài)。
無人機的主要功能
實現(xiàn)精準定位懸停
飛行控制系統(tǒng),由于配置有GPS指南針模塊,可以實現(xiàn)鎖定經(jīng)緯度和高度的精準定位。即使碰到有風或者其它外力的作用下,飛行控制系統(tǒng)也能通過主控制單元發(fā)出的定位指令來自主控制飛行器以實現(xiàn)精準定位懸停。
智能失控保護/自動返航降落
飛行控制系統(tǒng)能自動記錄返航點,當飛行過程中,出現(xiàn)控制信號丟失,即無線遙控控制鏈路中斷的情況,飛行控制系統(tǒng)能自動計劃返航路線,實現(xiàn)自動返航和降落,使飛行或航拍更加安全可靠。
低電壓報警或自動返航降落
由于多旋翼飛行系統(tǒng)普遍采用電池供電的方式,巡航時間有限。為保證更高效地完成飛行作業(yè)任務(wù),飛行控制系統(tǒng)的低電壓報警功能會及時通過LED指示燈提醒飛手當前的電壓狀態(tài),在緊急的情況下,還可以實現(xiàn)自主返航或者降落,以保證整個飛行系統(tǒng)的安全。
內(nèi)置(兩軸)云臺增穩(wěn)功能
云臺系統(tǒng)作為無人機航拍不可缺少的設(shè)備,主要用以穩(wěn)定相機,從而拍攝出穩(wěn)定流暢的畫面。越來越多的人采用無人機航拍,主要是因為其成本較低,性價比相對較高。除了無人機飛行系統(tǒng)以外,還需要掛載攝像設(shè)備來實現(xiàn)航拍。如果直接將攝像設(shè)備進行硬連接,會導(dǎo)致拍攝畫面抖動或果凍,這樣的素材即使通過軟件后期調(diào)試也基本不能使用。
可擴展地面站功能
飛行控制系統(tǒng)還可擴展成更加強大的地面站功能,從而實現(xiàn)超視距全自主飛行。通過地面控制終端,可提前設(shè)定飛行航線,高度及速度等參數(shù),一鍵即可實現(xiàn)從起飛、航線飛行,返航降落等全自主飛行功能。
地面站系統(tǒng)擁有3D地圖,可視化飛行儀表,提供飛機姿態(tài)、坐標、速度、角度等實時飛行數(shù)據(jù),同時也提供飛機及飛控系統(tǒng)狀態(tài)信息。
智能方向控制
智能方向控制(IOC, Intelligent Orientation Control),分為航向鎖定和返航點鎖定,是一種為多旋翼飛行器量身定制的輔助方向控制功能。在無法辨別飛行器方向的時候,可充分利用該功能對飛行器的方向進行控制。
熱點環(huán)繞(POI)
熱點環(huán)繞(POI,Point of Interest)功能,在GPS信號良好的情況下,可以通過撥動遙控器上預(yù)先設(shè)置好的開關(guān),將飛行器當前所在的坐標點記錄為熱點。
以熱點為中心,在半徑5米至500米的范圍內(nèi),只需要發(fā)出橫滾的飛行指令,飛行器就會實現(xiàn)360度的熱點環(huán)繞飛行,機頭方向始終指向熱點的方向。該功能設(shè)置簡單,使用方便,可實現(xiàn)對固定的景點進行全方位拍攝的應(yīng)用。
斷槳保護功能(六軸及以上的機型)
斷槳保護功能是指在姿態(tài)或GPS姿態(tài)模式下,飛機意外缺失某一螺旋槳動力輸出時,飛機可以采用犧牲航向軸控制的辦法,繼續(xù)保持飛行水平姿態(tài)。此時飛機可以繼續(xù)被操控,并安全返航。這一設(shè)計大大降低了炸機的風險。
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