10、无人机飞行控制与传感技术解析

无人机飞行控制与传感技术解析

1. 飞行控制器基础

1.1 飞行控制器的组件

飞行控制器是无人机的核心，包含多种组件：
- 额外 I/O 引脚 ：部分用于传感器，部分用于通信，还有一些可用于通用输入输出。
- A/D 模拟 - 数字转换器 ：将传感器输出的模拟电压（通常为 0 - 3.3V 或 0 - 5V）转换为数字数据。其处理位数决定了最大精度，同时处理器读取数据的频率也很关键，以确保信息不丢失。转换精度越高，读数越准确，但处理器需能处理信息传输速率。
- 电源 ：规格书中通常描述两个电压范围，一是飞行控制器本身的电压输入范围（多数标称 5V），二是主微处理器逻辑的电压输入范围（如 3.3V 或 5V）。

1.2 控制站

控制站是无人机的控制中心，可进行任务规划、执行和数据处理，也是操作和远程驾驶无人机的地方。它可以是移动或固定的。机组人员选择设备、控制和监测工具非常重要。
- 飞行路径规划 ：操作无人机系统的实体应选择并遵循能最大程度降低因电子或材料故障导致失控而落入拥挤区域可能性的航线和高度。飞行高度层应作为航线规划的一部分确定。
- 地面交通管理 ：在可能影响道路运行条件的道路上或附近进行的所有活动都需要地面交通管理计划。
- 天气因素 ：无人机在高空对风况特别敏感。规划重复任务或勘测时，历史数据应纳入调度。可通过天气分析在一定程度上预测天气模式和趋势，风速仪