Pixhawk学习指南

Pixhawk学习指南（WalkAnt版）By@[e-mail]2016/3/16Monday此文2014年12月整理，2016年3月16日星期三发布。仅适合Pixhawk+APM入门学习。1.ArduPilot四旋翼系统(Pixhawk)1.1.四旋翼系统（TheMultiCopterSystem）参考::TheMultiCopteritself,includingtheframe,motors,electronicspeedcontrols,propellersandabattery.AFlightControlcomputerorAutoPilotprovidesstabilizationandinmoreadvancedsystems(asabove),automaticcontrol.AradiocontroltransmitterandreceiverinordertosendtheMultiCopteryourowninstructions.Apersonalcomputerinordertoprogramthecomputerandoptionallyforuseasatelemetricgroundstation.为了飞行，你需要具备如下条件：1、MutiCopter（多旋翼组件）：包括机架、电机、电子调速器（电调）、螺旋桨、电池等。2、AutoPilot（飞控器）：提供稳定飞行控制等功能。3、无线电数传及遥控：双向发送接收，下达指令。4、个人计算机（PC机）：安装地面站遥测系统，飞行任务规划。ImportantElementsforMultiCoptersOurgroupreliesontheAPM,PX4andPixhawkFlightControllersandtheyeachhaveconsiderablecapability.Ourssystemsinclude:3axisgyro,3axisaccelerometer,compass/magnetometer,barometer/altimeterandGPS.TheAutoPilotinterfacestothecoptersmotors,radiocontrolreceiverandoptionaltelemetryandcameracontrols.AnexcellentMissionPlannercomputerprogramallowsustoloadtheoperational“firmware”intotheAutoPilot.TheMissionPlannerprogramalsopermitsustoloadcustomparametersandinstructionstoourMultiCopter.AdditionallywecanusetheMissionPlannertoreadandanalyzeflightlogsrecordedtotheAutoPilotwhileinflight.FinallytheMissionPlannerprogramcanoperateasatelemetric“GroundStation”displayingcurrentflightdata.值得一提的几点：1、我们四旋翼主要依赖APM、PX4、Pixhawk等飞行控制器。2、我们的系统包括：3轴陀螺仪，3轴加速计，指南针/磁强计，气压计/高度计和GPS。3、AutoPilot飞控器具备电机、无线电、遥测和摄像头控制接口。4、MissionPlanner（任务规划）程序允许往AutoPilot飞控器中加载可选固件。1）MissionPlanner允许我们加载自定义参数和指令。2）我们可以读取和分析飞行记录。3）我们可以构建地面遥测系统，显示当前飞行数据。1.2.必要的准备参考：、机架机架包括机架、电机、电子调速器（电调）、螺旋桨、电池。2、无线电收发装臵（遥控器）至少6通道无线电收发器，用于手动控制或设臵自动模式。我所使用的是华科尔DEVO10。6+channelRCtransmitterandreceiver，theTurnigy9xisapopulareconomychoice.Ifyou’dpreferahigherqualitydevice,weliketheFutaba7Corthehigh-endSpektrumDX8.3、飞控器（带GPS）Autopilot，自动驾驶仪，这里翻译为飞控器。自主飞行的能力大小取决于所选的飞控器。APM和PX4是不错的选择。APM飞控器，兼容Arduino平台，非常稳定，已被世界各地成千上万人使用。PX4是一个新的功能强大的飞控器，与APM不相上下，其特点是内存大，尽管不兼容Arduino，不过未来它将会扩展更多的功能。配套的GPS模块有：MediatekGPS和uBloxGPS。APM2.6飞控器APM2.6isavailablefor$159fromthe3DRoboticsStorewithoutGPSorselecttheoptiontoincludetherecommendeduBloxGPSwithcompassfor$240.Pixhawk飞控器（推荐）具备改进的干扰控制Pixhawkisavailablefor$199fromthe3DRoboticsStorewithGPSsoldseparately.Theremotemounted3DRGPS/compassmoduleprovidesimprovedinterferencecontrol.Pixhawkisthenewestandmostpowerfulautopilotandithasbeenspecificallyoptimizedforouruse.Itishighlyrecommendedforallnewapplications.PX4飞控器具备改进的干扰控制PX4isavailablefor$199fromthe3DRoboticsStorewithGPSsoldseparately.Theremotemounted3DRGPS/compassmoduleprovidesimprovedinterferencecontrol.4、锂聚合物电池和充电器根据经验，每个电机马达需要用到1000mAH锂聚合物电池，对于四旋翼，则需要用到4000mAH的电池。至少准备2块电池，其中1块备用。5、地面站系统配臵MissionPlanner的地面站系统，可以快速配臵或更改飞行参数。6、遥测系统遥测系统允许四旋翼与地面站进行实时通讯(采用Mavlink协议)，传输视频流或其他串流数据。3DRRadio设备工作在915Mhz(美国)。1.3.快速上手当你拿到Ready-to-Flymulticopters（整机），可以参考：当然后面有更为详细的讲解。1.4.打造自己的四旋翼打造自己的四旋翼几个要点，参考：以下介绍3个飞控器(APM、PIX4、Pixhawk)1、APM2.5and2.6详细资料：、PX4FMUandPX4IOPX4FMU详细资料：详细资料：、Pixhawk详细资料：飞控器是PX4的升级版本（也就是二代产品），包含了很多增强功能。目前（2016年），Pixhawk飞控器已经推出第三代了。硬件电路更加复杂，冗余做的越来越多。APM久经考验，性能发挥到淋漓尽致。但APM采用8位单片机，CPU性能和内存非常有限。PX4FMU/PX4IO由瑞士团队开发，采用32位浮点运算CPU，大内存，IO微控制器分布式处理。PX4/Pixhawk系统拥有10倍于APM的性能和内存。Pixhawk将作为DIYDrones团队下一代飞控器标准。Pixhawk具备下一代飞控器的所有特点，而且还有大量升级空间。APM非常优秀，在当前配臵下可以很好的满足要求，但是很快就会不再生产。MysuggestionwouldbefornewusersoranewprojectaPixhawkislikelytoprovidethebestexperienceandcapabilitiesintothefuture.建议新的使用者采用Pixhawk飞控器。改善四旋翼性能主要1）提高可靠性、2）简化、3）减轻重量、4）提高性能等4方面说到了改善四旋翼性能的经验。1.5.高级功能设计详细参考：固件如果你现在手里已经有了Pixhawk飞控器，那么你就需要往里面下程序。一般购买回来，程序已经在里面了，不过如果你更新你的程序，那么你就要下载Arducopter固件。固件：也就是飞控程序。更新的版本，参考官方链接。详细参考：=activity版固件特性：1.Pixhawksupport(Tridge&PX4developmentteam)支持Pixhawk2.AutotuneofRollandPitchgains(Leonard/Randy)RollPitch增益自动调节3.Driftmode(Jason)漂移模式4.ImprovedAcroandnewSportmode(Leonard)改进的Acro和运动模式5.Arming,Take-off,LandinLoiterorAltHold悬停模式起飞、高度保持6.TradHeliimprovements(Rob)including:a)supportfordirectdrivetailrotors支持直接驱动尾旋翼b)smootherramp-upofmainrotor更流畅的主旋翼爬升性能c)reducedcollectiveforbettercontrolinstabilizemode(STAB_COL_MIN,STAB_COL_MAXparams)自稳模式7.SupportforSingleCopter(BillKing)支持单旋翼8.Performanceimpro