2024年1月8日发(作者:)
APM Flight Modes 飞行模式介绍
概述
多旋翼(直升机)一共有14 个内置的飞行模式,10个的常用的。
飞行模式可以通过遥控器控制,也可以通过GCS地面站进行发送命令更改
遥控器和地面站都可以同时控制飞行模式,通常以最后一个命令为准
推荐使用的飞行模式
一般来讲,当第一次使用APM:Copter的时候,你应该依次使用下列飞行模式获得提高,要保证熟练了再进行下一个。
点击下方任意飞行模式可获得更多信息。
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Stabilize (增稳模式)
Alt Hold (定高模式、高度保持模式)
Loiter (悬停模式)
RTL (Return-to-Launch) (回家模式:返回起飞点)
Auto (自动模式:自动航点飞行,需要依靠GPS)
其他飞行模式:
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Acro 特技模式(没有飞控辅助增稳的模式)
AutoTune 自动微调(当飞机往一个严重偏的时候,可以执行自动微调)
Brake 刹车锁定模式(将飞机锁定在一个位置,而不受遥控器摇杆影响)
Circle 绕圈模式(绕着兴趣点画圈)
Drift 漂移模式
Guided 引导模式 Guided_NoGPS 引导模式-不需要GPS
Land 降落模式
PosHold 定点模式
Sport 运动模块
Throw 抛飞模式(把无人机抛在空中,自动起飞稳定)
Follow Me 跟随模式(无人机跟着你飞行,但是需要GPS和手机地面站配合)
Simple and Super Simple (简单和超级简单模式)
Avoid_ADSB (基于ADSB的避让载人飞机模式。需要外界ADSB模块)
大多数遥控器只有一个三段开关,所以只能设置三种模式。如果需要设置6种模式,可以进行开关混控
需要依赖GPS的飞行模式:
有些飞行模式需要依赖GPS才能飞行,你可以通过状态灯或者地面站获知GPS是否已经锁定。
以下飞行模式需要GPS锁定才能解锁飞行:
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Loiter 悬停模式
RTL (Return-to-Launch) 回家模式
Auto 自动模式
Guided 引导模式
Drift 漂移模式
PosHold 定点模式
Follow Me 跟随模式
Circle 绕圈模式
Throw 抛飞模式
不需要依赖GPS锁定的飞行模式:
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Stabilize 自稳模式
Alt Hold 定高模式
Acro 特技模式
Sport 运动模式
Land 降落模式
全部模式列表:(点击对应的模式查看详解)
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Acro Mode
Altitude Hold Mode
Auto Mode
Brake Mode
Circle Mode
Drift Mode
Follow Me Mode (GSC Enabled)
Guided Mode
Land Mode
Loiter Mode
PosHold Mode
Position Mode
RTL Mode
Simple and Super Simple Modes
Sport Mode
Stabilize Mode
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Throw Mode
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Stabilize增稳模式
概述:
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飞手用roll与pitch操作控制飞行器的倾斜角度。 当飞手松开roll与pitch摇杆时,飞行器将会自动水平。
在有风的环境中,飞手需要不断的修正roll与pitch以让模型定点停留。
飞手用yaw操作控制转向速率。当飞手松开yaw摇杆时,飞行器将会保持它的朝向不变。
飞手的油门输入控制马达的平均转速,这意味着这如果想保持高度,需要不断的修正油门。
油门输入会根据模型的倾斜角度自动调整(比如在模型倾斜过大的时候会自动增大油门),以弥补飞手操作飞行器倾斜所带来的高度变化。
警告:在进行其他模式的飞行之前,熟练掌握自稳模式下的飞行是必不可少的,强烈建议飞手在出现突发情况时能够迅速切回自稳模式以避免事故。
调试:
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ANGLE_MAX 控制的最大 斜角,默认是4500,代表45°(超过该角度会自动上锁)
ANGLE_RATE_MAX 控制 行器的最大 roll 与 pitch 速率,默 是
18000,代表 180°/ 秒。
ACRO_YAW_P 控制 行器改 朝向的速率。 默认是 4.5,代表将偏航 杆向左或者向右打到最高 ,自旋速度是 200°/秒。 更高的数 代表更快的自旋速度。
Stabilize Roll P 和 Pitch P 控制 行器 于 roll 和 pitch 输 入信号的响应速度,即飞行器操作的跟手程度,以及实际与期望 roll 、pitch 角之间 的 差。 默认 是 4.5,代表每存在 1°的 差 ,将以4.5°/秒的速度 行修正。
P 越高,飞行器的修正与响 应速度越快。
过高的 P 将会使飞行器前后震荡 , 类似于跷跷板的动作。
P 越低,飞 行器的修正与响应就会越慢。 过低的 P 值 将会使飞行器反应慢,在有的情况下甚至会 炸 机。
Rate Roll/Pitch 的 P,I ,D 参数影响 马达的输 出,基于上述的自
(角度)控制器期望的 飞行器 倾斜速率来控制。这 些参数与 飞行器的自身动 力相关,动 力 大的飞行器一般需要比较小的 rate PID 。
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例如可以加速很快的飞 行器可能适合的 Rate Roll/Pitch P 是 0.08,而加速比较慢的飞行器可能适合的 是 0.18.
Rate Roll/Pitch 的 P 是调 好飞 行器的最重要的参数。
•更高的 P 意味着 马达将以更大的响应 以得到期望的 向速率。
P 的默认 是 0.15,适合 标准的 Arducopter。
Rate Roll/Pitch 的 I 是在外力作用使得 飞行器无法 长时间保持期望的速率时 ,用来 补偿外力作用的负 效应 的。
高 I 值 会快速达到期望的速率,也可以使飞行器快速减慢避免飞过头 。
Rate Roll/Pitch D 是用来抑制飞 行器在加速修正至期望位置时 的反
应程度的。
高的 D 值会导致飞行器出现 异常震荡 与“ 记忆效应 ”,即 行器控制 缓慢反应迟钝。
根据模型的不同,取 值一般在 0.001 与 0.02 之间。
ac3.21以上固件支持自动调参,可以帮您自动获得理想的Stabilize 与rate
pid值,但在有些机型可能无法使用或者炸机,需要谨慎使用。
Alt Hold定高模式
在定高模式下,飞控会自动保持当前高度,而且还可以手动对Roll 横滚、Pitch 俯仰、Yaw 方向的控制
概述:
高度保持模式ALT HOLD开启使用时,油门会自动控制以保持当前的高度,横滚roll、俯仰pitch、方向yaw的操作是和stabilize增稳模式一样的.
默认情况下:定高模式采用气压计和加速计融合数据进行定高,如果飞行震动过大,可能导致一个定高效果不理想
如果你安装了高度计(超声波、激光高度),请注意测试硬件是否正常
如何控制:
可以通过油门杆控制飞行器上升和下降的速率。
当油门保持中挡(在40%-60%的地方),飞行高度不变。
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超出这个范围,飞行器会不同程度的(由油门控制)上下浮动。上升和下降最大值是2.5m/s。最大值由飞行参数PILOT_VELZ_MAX设定。
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定高模式下,AC3.1以及之后的版本有解锁和锁定两种模式。飞机在锁定状态时,在解锁前,必须原地复位几秒,使内部电路检测并指示已经着陆,才能解锁
调参:
Altitude Hold选项下的变量P用于转换高度误差(期望高度和实际高度)至想要上升或下降的比率。P值越大,定高能力越强,但如果设置得太高会导致油门不稳定。
Throttle Rate选项下用于(通常不用修改)把期望的上升或下降速率转换成对应的加速度。
油门加速的ACCEL PID测得输出电动机的加速度转换误差(即所需加速和实际加速之间)。如果修改P和I的值,应该保持 P : I = 1 : 2(I值是P值的两倍)。这些值不应增加,对于非常强大飞行器都减小50%,可能会获得更好的效果(即P值为0.5,I值为1)。
从闪存日志分析验证定高的性能:
下载一个闪存日志,然后通过地面站手动分析它 (日志概述和分析-闪存日志)
APM AC3.1:图CTUN的进行(气压alt)WPAlt(期望的 高度)和全球定位系统(GPS)消息的RelAlt(惯性导航alt估计)
APM AC3.2 Pixhawk AC3.1运行或者运行AC3.2:CTUN进行(气压 alt),居屋单位(alt)和alt(惯性导航alt估计)
勾上这三个选项如下所示。
常见问题:
1. 使用定高模式时,剧烈振动可能导致飞行器迅速上升。 Wiki页面,详细了解如何检测和减少震动。
2. 飞行器缓缓下降或上升,直到控制其稳定才会正常。一般情况下,是由于油门摇杆没有在中间位置导致的。这种情况通常发生在从手动飞行模式(如稳定模式)切换到定高模式时,没有在中档悬停一会导致的。请参阅
3. 正当定高开启的时候,电机停了一下,然后就很快恢复正常。这通常发生在快速攀爬时进入定高模式。在飞行器转换到定高模式的时候设定目标高度,由于上升太
快,而超出了预定位置。保持高度的控制器,暂时“急刹车”减速,直到开始回退到目标高度。解决方法是在飞行器稳定时再进入定高模式。
4. 气压的变化会造成飞行器跑偏,向上或向下几米,且持续很长的时间,或者在地面站显示的高度不准确,偶尔会出现的负高度(即高度低于“家”的高度)。
5. 高速向前飞行超出预定高度后,瞬时显示高度降低为1m ~ 2m。这是由于空气动力学效应,在飞行控制器上形成瞬时低压,安装的高度保持控制器,认为它是向上爬,所以执行下降命令调整。目前没有解决的办法,虽然增加了 INAV_TC_Z 参数设置为7(默认值为5)可以减少影响,但又导致上述常见问题#1。
6. 飞行器接近地面或降落时,高度保持性能变得不稳定。这种情况可能是由螺旋桨涡流致压力变化。解决方案是使飞行控制器远离螺旋桨涡流影响,或在适当通风的罩内保护它。
足够动力余量:
足够的功率是非常重要的,包括电池放电能力和电机 电调 螺旋桨的搭配,如果搭配不合理也会导致飞起来无力。
理想情况下,约50%油门就可以悬停,高于70%就是动力不足是很危险的。
警告:如果配置了油门曲线(可以让油门曲线中部更平缓)会增加定高油门的死区。
FlowHold光流定高模式
FlowHold模式使用光学流量传感器来保持位置,而无需GPS或向下的激光雷达。
注意:FlowHold可在Copter-3.6(及更高版本)中使用
FlowHold模式类似于PosHold模式,飞手可以使用横滚和俯仰杆直接控制飞行器的倾斜角度。当飞手松开摇杆时,自动驾驶仪使用光流使飞行悬停。
在此模式下光流数据用于估计飞行器相对于地面的高度和飞行速度,飞行控制器将不使用激光雷达的数据。在起飞后不久或飞行高度发生较大变化后,飞行器可能在获取到新的速度和速度时,可能会发生摇晃。
以下参数可用于调整FlowHold的性能:
FHLD_BRAKE_RATE:当飞手松开摇杆时,控制所需的减速率
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FHLD_FILT_HZ:应用于光流量传感器数据的滤波器
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FHLD_FLOW_MAX是光流量传感器停止时使用的最大速率(以m / s为单位)
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FHLD_QUAL_MIN是使用的最小流量质量。如果流量传感器质量低于此值,FlowHold将像AltHold一样运行
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FHLD_XY_P,FHLD_XY_I,FHLD_XY_IMAX和FHLD_XY_FILT_HZ获得调整停止响应
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Loiter悬停模式
概述
Loiter悬停模式打开后,飞行器会自动保持当前位置、方向和高度。
GPS定位、 罗盘干扰 、 振动都会直接影响一个悬停效果
如何控制:
操控者使用 遥控器 控制杆,控制飞行器水平位置和垂直高度。
水平位置可以用Roll和Pitch控制杆调节,水平最大速度默认为5m/s(参看下方:如何调试)。当飞手放开摇杆,飞行器会缓慢降速,直到停止。
同 定高模式 一样,通过油门杆控制高度。
通过Yaw控制杆控制方向。
在AC3.1(或更高版本),当GPS 3D锁定了和HDOP降到2.0或更低,就可以在悬停模式解锁。
当3D 锁定了,在Pix上,LED变绿色
在mission planner双击快速查看窗口(Quick screen),选择“gpshdop”,HDOP值会在右边检查框清楚的显示出来。
在安卓地面 CUAV Hfight 右上角可以看见卫星数量和HDOP
如何调试:
Loiter悬停模式 结合了定高模式的高度控制。
Loiter悬停模式 下,在配置/调试->APM:Copter Pids 界面,调节悬停速度参数(亦称:WPNAV_LOIT_SPEED)可修改飞行器最大水平速度。单位是cm/s,例如:500代表5m/s。留待模式,最大水平加速度始终是悬停速度的1/2。
Loiter悬停模式 PID的P值(屏幕右上角)作用于纠正水平位置速度的偏差(目标位置和实际位置的误差)。通常默认即可。
Loiter悬停模式 PID比例系数,作用于把预想的速度转换成完成目标所需加速度。先将期望的加速度转化为一个倾斜角,然后再加速,使用的是与 自稳模式相同的角度控制器。通常默认即可。
从闪存日志分析Loiter悬停模式的性能:
下载一个飞行闪存日志downloading a dataflash log
查看NTUN曲线图信息:DesVelX曲线与VelX曲线、DesVelY曲线与VelY曲线。在飞行器性能良好时,实际速度和期望速度曲线对比,如下图所示。X = 纬度(正 = 北移,负 = 南移),Y=经度(正 = 东,负 = 西)。
在Mission Planner上显示HDOP
通过双击Mission Planner的快速屏幕,然后从大的复选框网格中选择“gpshdop”,可以使HDOP值清晰可见。
常见问题
1.当飞手释放控制杆后,飞行下降得异常缓慢,可以通过提高WPNAV_LOIT_MAXA(可能为500),WPNAV_LOIT_MINA(或许为100)和WPNAV_LOIT_JERK(可能为4000)来解决。
2.模型转圈, 通常是由罗盘问题引起的,最有可能是来自飞行控制器下的电源电缆的磁干扰。 运行compassmot命令测试罗盘(/wiki/ac_compasssetupupadvanced/#Compassmot_8211_compensation_for_interference_from_the_PDB_ESC_mot
ors)或购买一个 GPS+罗盘模块 通常可以解决问题。其他可能性发生:在实时校准过程中罗盘偏移量出现问题,或罗盘方向不正确。
3.一进入悬停模式,飞行器就飞错方向。 原因与#2相同,只是罗盘误差大于90度。 请尝试以上建议来解决这个问题。
4.飞行器正常悬停,突然乱飞。 通常是由于 GPS短时脉冲干扰 。不可能100%保证这种情况不发生,这意味着飞收应该随时准备进行手动控制。 在起飞前,保持适当的GPS HDOP值很重要,另外降低GPSGLITCH_RADIUS和/或GPSGLITCH_ACCEL参数,能更频繁对短时脉冲波形干扰进行检测。
RTL返航模式
返航(RTL,return to launch)模式飞行器会从当前位置飞到home点上方悬停。 返航模式的行为由几个可调参数来控制。
概述
当切换到返航模式时,飞行器会返回到“home”点。 默认情况下,在返航之前,飞行器会首先飞到至少15米的高度,如果当前高度更高,就会保持当前高度。
返航是依赖于GPS的动作,所以在尝试使用此模式之前,必须先完成GPS定位。 在解锁之前,确保APM的蓝色LED灯是常亮的而且不闪烁。 对于没有罗盘的GPS,当GPS完成定位时蓝色LED灯将会常亮。 对于GPS+罗盘模块,当GPS完成定位蓝色LED灯将会闪烁。
返航将命令飞行器回到“home”点,换句话说就是它会返回解锁时的位置。 因此,“home”点应始终是飞行器的GPS实际起飞位置,没有障碍物并且远离人群。 对于APM:Copter,如果GPS获得定位,然后解锁飞行器,“home”点是当飞行器解锁时的位置。 就是说如果你在APM:Copter中执行返航,它将返回它解锁时的位置。
注意:
在返航模式下,飞行控制器使用气压计测量空气压力决定高度(“压力高度”),如果飞行区域的空气压力发生变化,则飞行器将跟随气压(而不是实际高度 )改变高度(除非你安装并启用了声纳在离地6米以内飞行)。
选项(用户可调整参数)
RTL_ALT:飞行器返航之前的最低高度。
设置为零以当前高度返回。
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可以设置的返回高度在1到8000厘米之间。
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默认返回的高度为15米(1500)
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RTL_ALT_FINAL:在返航的最终阶段或是完成一个任务之后,飞行器将会到达的高度。
设置为零飞行器将会自动着陆。
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最终的返回高度可以从0到1000厘米之间调整。
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RTL_LOIT_TIME:在最终下降之前,在“home”点上方悬停的时间,以“毫秒”为单位。
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悬停时间可以从0到60,000毫秒之间进行调整。
WP_YAW_BEHAVIOR:设置自动驾驶仪在任务和返航期间如何控制“Yaw”。
0 =永不改变Yaw。
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1 =机头朝向下一个航路点,或是对于返航,机头朝向“home”点。
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2 =机头背对下一个航路点,或是对于返航,机头背对“home”点。
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LAND_SPEED:最终着陆阶段的下降速度,以厘米每秒为单位。
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着陆速度可调范围为20至200厘米每秒。
注意:
其他导航设置也对RTL模式有影响:
WPNAV_ACCEL
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WPNAV_SPEED_DN
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WPNAV_SPEED_UP
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要使用返航,需要使GPS定位(蓝色GPS LED和蓝色APM LED常亮不闪烁)以便在解锁和起飞之前,建立“home”点或起飞位置。
注意UBLOX GPS模块在搜星时LED是灭掉的,而当搜到星时,LED会闪烁。
着陆并再次解锁飞行器,将会重置“home”点,这是在飞场飞行时一个很棒的功能。
如果您在飞行中时第一次获得定位,“home”点会被设定为定位时的位置。
如果将RTL_ALT设置为0以外的数字,它会在返回时达到并保持这个高度。
返航使用WPNAV_SPEED来决定返回时有多快。
一旦飞行器到达“home”点,飞行器会进入悬停模式,延时(AUTOLAND)这么长时间,然后降落。
要停止自动着陆,只要简单地使用控制开关改变模式清楚着陆计时,即可恢复正常飞行。
当返回或是在“home”点上方悬停时,油门摇杆控制高度,而不是直接控制电机。
Smart RTL智能返航模式
AUTO自动模式
在自动模式下,飞行器按照内部的任务脚本控制它的动作,任务脚本可以是一组航点,也可以是非常复杂的动作如:起飞、旋转X次、照相等。
自动模式依赖于GPS,因为任务脚本依靠GPS获得位置信息,所以在解锁和起飞之前必须让GPS先定位。 确保在自动驾驶仪和GPS模块上的LED灯表示的是GPS已完成定位:
APM上的蓝色LED常亮。
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GPS模块上的蓝色LED常亮。
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GPS+罗盘模块上的LED闪烁。
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注意:
在自动模式下,飞控主要使用测量空气压力的气压计决定高度(“压力高度”),并且如果在你的飞行区域气压改变,飞行器会随着气压而不是真实高度去改变高度(除非你安装并启用了声呐在离地6米以内飞行)。
在地面和空中使用自动模式
有两种方法进入自动模式:在空中或者在地面上。 如果你要从地面使用自动模式起飞,有个特殊的安全装置防止任务脚本执行,直到你解锁然后首次抬高油门。 这是为了防止在不小心碰到模式开关时你的飞行器就起飞了。 从地面使用自动模式起飞时,你最近一次的定高油门值作为油门控制的基准。 一旦飞行器起飞就会飞向第一个目标高度,然后开始执行之后的任务脚本。
当你已经在空中的时候切换到自动模式,会使你的飞行器前往第一个目标高度,然后开始执行当前的任务脚本。
调试
Waypoint_Speed的值用来设置两个航点间的飞行速度。
两个航点间的默认速度为6米每秒。
NAV_PI用于让你的飞行器在两个航点间保持期望的飞行速度。
NAV_P用于倾斜飞行器以达到期望飞行速度的速率, 使其速率变快 或是没有速度。
P越大飞行器倾斜的就越大。
Nav_I用于补偿外部会使飞行器达不到期望速率的力。
高I值会快速达到期望的速率,也会快速减慢避免飞过头。
结束任务
任务脚本完成之后,飞行器不会飞回“home”点,它只会悬停在最后的脚本所在的位置直到你通过模式开关重新获得控制。 如果你想要飞行器飞回“home”点,你可以添加一个RTL(返航)命令结束你当前的任务脚本。 如果你想要手动降落然后锁定电机(比预编程的自动降落命令更好),你必须切换到自稳模式。
记住,当使用RTL时,飞行器将返回“home”点(在GPS定位之后飞行器解锁时的位置),所以当你使用自动模式的时候,选择一个你希望飞行器返回的位置(没有障碍物并且远离人群)来解锁非常重要。
警告: 重点要了解“home”点始终使用的是你的飞行器解锁时的实际位置!
在任务脚本最后位置的RTL或是自动降落会强制降落然后停止电机。 你不能在自动模式手动降落,除非已配置以上两个选项之一,因为油门摇杆控制高度,并不是直接控制电机。
Guided引导模式
引导模式是APM:Copter的一个功能,基于遥测无线电模块和地面接收站应用程序,引导飞行器飞到目标位置。
概述
和传统飞行模式不一样,模式切换开关上没有对应的–引导模式。想用引导模式,你需要有一个数传(如3DR数传)和地面站应用程序(如Mission
Planner)。在Mission Planner的Flight Data地图界面,想往哪飞,就点哪里。到达目的地后,飞行器会悬停在目的地,等待下一个目标。跟着我模式也是基于引导模式,飞行器就会跟随你走。
你需要做的:
使用引导模式,你需要电脑或平板作为地面站、地面站应用程序(如 Mission
Planner )、一套数传设备(如:3DR数传套件 915MHz(美国) 或 433MHz(欧洲),从而你的计算机和飞行器,在飞行期间进行通信)。
说明
初始化飞行器后,然后在飞行器和电脑间建立MAVLink无线连接。
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在软件上,查找数传模块信息,确保数传正常工作和GPS已经定位了。
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在自稳模式起飞,上升到合理高度后,再切换到悬停模式。
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在Misson Planner飞行数据地图显示界面,单击鼠标右键,然后选择“飞到此处”。
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在跳出的窗口输入高度。输入高于“家”的高度,单位为米。地图上应该显示“Guided”目的地,橙色线(航行方向)应指向目标位置注意:
我们没有必要去设置飞行模式为“引导”
Acro特技模式
特技模式(速率模式)使用遥控器控制杆来控制飞行器的角速度。 松开控制杆,飞行器将保持目前的状态,而不是回到水平。 特技模式下可进行特技飞行,如翻转或滚动,或FPV。
特技模式是仅基于速率控制的模式。
特技模式提供了遥控器摇杆到飞行器电机之间的最直接的控制关系。
在特技模式下飞行,就像是不装飞控的遥控直升机一样,需要持续不断的手工摇杆操作。
概述
节气门是完全手动的,无法纠正飞行器的倾斜角度。 如果飞手将油门完全打下,电机将达到最低速率。
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AC3.1及更高版本包含“特技训练”功能,可以打开/关闭,使学习者更容易进行特技飞行。
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“body frame”中解释并执行油门杆输入(与之相对的是运动模式中的“earth frame”)。 当飞行器倾斜时,“body frame”和“earth
frame”之间的差异是最明显的。 例如,当以45度向前倾斜时,如果使用“earth frame”控制器(即运动模式),则应用左偏航时,飞行器将在其航向变化时保持俯仰角和侧倾角不变。 使用像特技模式的“body
frame”控制器,它将围绕飞行器的垂直轴线旋转,意味着俯仰角角将成为侧倾角角,侧倾角将成为俯仰角。
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细节
特技模式有两种类型:默认的模式是基于地面坐标系的比率控制(AXIS_ENABLE
= 1)。第二是基于飞行器本体三个轴的转速比率控制(AXIS_ENABLE = 0)。如果自我平衡能力不好,不建议用这种高难度模式飞行。
特技模式下飞行器的Roll、Pitch、Yaw三个轴的角速率由摇杆偏移角来控制。
摇杆居中意味着保持当前角度的姿态,也可以在摇杆居中的时候把飞行器控制到水平姿态。
纵倾和侧倾的控制杆会使飞行器在相应的方向产生相应的倾斜角。
为了使飞行器重新恢复水平,各轴摇杆需要向相反方向推。
为了维持飞行水平,各轴控制摇杆需要不停地调整。
缺省模式有两个参数。以百分比的形式表示,各自乘以当前的滚转角和俯仰角,然后得到回到水平位置所需要的角速度。
偏航控制杆的操纵方式,同稳定状态下的操纵方式相同。
油门杆也是直接按照杆量加速或者减速控制控制四个电机。
油门也需要不停地修正以维持飞行高度。
特技训练者
CRO_TRAINER参数可以设置为:
0 =禁用。 这意味着飞手在全速率控制下操作,因为没有自动调平所以对自动驾驶仪的角度没有限制。
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1 =自动调平。 当飞手松开控制时,飞行器将自动返回到该级别。 可以使用ACRO_BAL_ROLL和ACRO_BAL_PITCH参数来控制其返回到级别的攻势。 默认值1.0将使其返回到最高的水平(30deg / sec)。 越高的值使其返回得越快。
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2(默认)=自动调平和倾斜角限制。 包括作为选项#1的自动调平,但另外飞行器不会倾斜超过45度(该角度可以使用ANGLE_MAX参数进行配置)。
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可以使用Ch7 / Ch8开关启用/禁用特技训练者。 使用3位置切换关闭位置(即PWM <1200)将禁用训练者,中间位置将启用选项#1(自动调平),顶部位置(即PWM> 1800)将启用选项#2(调平和倾斜角度 有限)。 2位开关只能选择#0(禁用)和选项#2(调平和限制)。
调试
XIS_ENABLE = 1 时的控制器基本上是转速比率控制稳定模式,有一些有用的功能。有两个参数控制
ACRO_BAL_ROLL 配置:
Beginner 200
Intermediate 100
Expert 0.
ACRO_BAL_PITCH 配置:
Beginner 200
Intermediate 0
Expert 0.
参数 ACRO_P:映射控制杆到所需的速度旋转。
例如:ACRO_P等于4 就每秒转180°即4乘45°等于180°(4是最大值)。
降低ACRO_P值,旋转速度变慢。
稳定速率控制PID是
PID用在稳定模式作为主要角度控制参数。
Rate_P是用于控制飞机振动程度。
P值越高,电机振动程度越高。
Rate_I设置用于减小四轴飞行器受外力的影响。
Rate_I值高将快速调整保持所需速率,并很快调整,避免飞的过远Rate_I值太低,四轴反应变慢可能导致飞的过远。
把I设为0比设为很低的值更好
Rate_D是用于抑制四轴加速的灵敏度。
Rate_D过高会导致异常振动和不时会感觉反应迟钝。
但就算全部值(0.001-0.008)都试过了, 你的milage 也有可能变化.
注意:
在自稳模式下调整Stabilization Angular Rate控制PID发挥最佳,然后特技模式调节ACRO_p使飞机工作在最佳状态。
Brake 刹车锁定模式
PosHold定点模式
定点飞行模式(以前称为“混合”)是AC3.2的新模式。 它与Loiter留待模式类似,可以让载具保持一个固定的位置、指向、高度,但通常更受欢迎,因为飞手摇杆输入直接控制载具的倾斜角度,能提供更“自如”的感觉。
概览
当打开时,定点模式会自动试图保持当前位置、指向、高度。 要实现良好的留待性能,GPS位置良好、罗盘上低电磁干扰、低振动都是非常重要的。
控制
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飞手可以通过控制摇杆或水平或垂直地控制飞行器的位置。
水平位置可以通过Roll和Pitch控制摇杆调整,默认最大倾斜角度为45度(角度可以通过ANGLE_MAX参数调整)。 当飞手松开摇杆,飞行器会向后倾斜,使载具停下来。
高度可以通过油门控制摇杆来控制,如同定高模式
指向可以通过Yaw控制摇杆来设定。
可以在定点模式解锁,但是必须要GPS获得3D锁定并且HDOP降至2.0或更低。
当达到3D锁定时,在APM2板上的蓝灯会常亮。 在Pixhawk上LED会变绿(LED模式的更多细节在这里)。
可以通过在下图中的Mission Planner界面清楚的看到“gps状态、gps卫星数(gps startus)、定位精度(gps hdop)。
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2/3为gps定位精度及卫星数量(定点模式要求hdop低于0.8才能解锁)
4为gps状态。无gps:飞控未检测到gps。未定位:检测到gps,但未搜到卫星。3d fix:搜到五颗以上的gps卫星。
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最大刹车角度可以通过PHLD_BRAKE_ANGLE参数设定(如:3000=载具会向后倾斜30度)
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载具向后至最大角度的速度可以通过PHLD_BRAKE_RATE参数设定(如:8=以每秒8度向后旋转)
注意:
在使用使用定点模式前需要确保有良好的定位精度以及无磁场干扰,否则容易出现飘移,自旋甚至不受控等危险情况。
Circle绕圈模式
当模型启动绕圈模式时,它会开始以10m为半径绕圈飞行,机头朝向中点。
绕圈的半径可通过修改CIRCLE_RADIUS参数进行控制。 以米为单位。 将CIRCLE_RADIUS设为零,飞行器就会简单的呆在原位并缓慢旋转(可用于全景摄像)。
模型的速度(以度/秒为单位)可通过改变CIRCLE_RATE参数修改。 正值意味着顺时针旋转,负值意味着逆时针旋转。 如果向圆心的加速度超过了WPNAV_ACCEL参数的最大限制(以cm/s/s为单位),模型可能达不到期望的速度。
飞手不能控制roll和pitch,但可以通过油门摇杆改变高度,就像在定高和悬停模式一样。
飞手可以控制飞行器的yaw,自动驾驶仪不会重新获得yaw的控制权,直到绕圈模式再次启动。
在任务中,使用任务命令LOITER_TURNS调用绕圈模式。
Drift漂移模式
飘移模式能让用户就像飞行安装有“自动协调转弯”的飞机一样飞行多旋翼飞行器。
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用户直接控制Yaw和Pitch,但是Roll是由自动驾驶仪控制的。 如果使用美国手的发射机,可以非常方便的用一个控制杆来控制的飞行器
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飘移模式在APM:Copter固件3.1以上版本可用。
飘移模式是如何工作的:
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飞行”多旋翼飞行器时用右摇杆(在美国手控制器上)控制Pitch和Yaw。
主要使用左摇杆控制高度,不能控制yaw了。
向前或者向后推右摇杆时,飞行器将会向相应的方向pitch(并加速)。
从一边向另一边或者说左右推动右摇杆,飞行器就会向相应的方向转弯。
飞行器会同时向那个方向转弯,就像进行协调转弯一样。
当使用右摇杆转弯时,yaw是自动应用的,并有相应的roll来抵消一定的roll轴上的速度。
这就可以让你保持协调的(无侧滑)转弯。
直接放开摇杆会启动Pitch轴上的减速,减慢飞行器的速度,并在两秒内停下。
使用飘移模式的飞行器,在右摇杆置中时会稍微保持定位并在一个位置盘旋(它会在风中缓慢飘移)。
飘移模式需要你的GPS来进行控制。
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在飘移模式的飞行中如果你的GPS没有了信号,飞行器会基于failsafe_gps_enabled的设置,要么会着陆要么进入高度保持。
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在必要情况下,需要准备切回自稳模式来手动恢复。
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这有什么用:
FPV飞手,希望既能动态的像飞机一样飞行也能像悬停一样定点。
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新飞手,希望尝试直观易学的飞行模式。
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所有人都想要一个简单、易学、好玩的飞行模式。
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摄影爱好者尤其是摄像师,想要更流畅的、更协调的拍摄结果。
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设定漂移模式:
在Mission Planner配置部分的飞行模式下选择飘移模式,应用到一个合适的开关设置上。
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更多调试飘移模式的信息预计很快就会到来,同添加到飘移模式上的增强功能一起
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Simple简单模式
概述
“简单”和“超级简单”模式下,无论直升机面向哪个方向,都可以从飞手的角度控制直升机的运动。 当直升机距离足够远的情况下,飞手无法握根据飞行器所面向的方向调整Roll和Pitch输入,飞行器的反应是不明显的。
“简单”和“超级简单”模式可以与除“特技”和“漂移”之外的几乎所有飞行模式结合使用(在这些飞行模式中,忽略该设置)。
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简单模式使你可以仅仅依靠罗盘方向控制直升机相对于直升机的往复运动。
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超级简单模式下,可以相对于自己的方向控制直升机(即布防的位置),但要求GPS位置良好。
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可以将任一模式分配给特定的飞行模式开关位置,或者可以从Ch7 / Ch8开关启用/禁用。
没有启用简单或超级简单模式时,飞手的遥控器杆输入对应在直升机的方向上。 例如在上图中,当飞正确地使用Roll输入(红色)时,飞行器向右滚动。
在直升机面向与飞行员相同的方向上,相对容易控制飞行器,但是当飞行器朝向飞手时,没有经验的飞手将感觉到控制装置全部颠倒。即 如果飞手输入右侧Roll,飞行器将从飞手的角度向左移动。
简单模式:
类似于其他系统上的“松散”模式,这种模式下您可以飞行你的直升机,无论当前的航向如何,跟它在解锁时指向的方向一样。
所以,如果你将Pitch杆向前控制,直升机会远离你,把Pitch杆拉回来,回到“家”的位置。 您甚至可以在任何方向上施加Yaw来旋转直升机,但是直升机相对于杆输入的位置的运动将与起飞时的行为完全相同。
一般来说,解锁时,你应该站在飞行器的后面,机头直接指向你。 飞行时,您应该尽量保持飞行器在起始位置前方飞行,因为如果飞机落在后面,所有的控制装置都会被扭转。
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如上所述,简单模式在紧急情况下也非常有用,在这种情况下,直升机离得比较远,很难确定它的航向。
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超级简单模式
超级简单模式与简单模式相同,除了在使用飞行器的位置相对于“家”,而不是飞行器解锁时的航向。 这意味着无论飞行器在哪里,实际航向如何,后退、向后的方向都将向返回到“家”的位置。
与简单模式相比的优点在于,即使当直升机飞行在飞手/“家”位置后面时,也可以从飞手的角度进行控制。
如果飞行员执行正确的右侧Roll杆控制,飞行器将围绕飞手顺时针旋转一圈(尽管由于“滞后”,圆的半径可能会随着每个轨道略微增长)。
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缺点是模式需要GPS锁定,所以您应该确保在起飞前已经有GPS锁定。
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当飞行器在距离“家”10m以内时,方向不会更新,这意味着应该避免标识位置的近距离飞行。
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为了确保在起飞时的控制是正确的,与简单模式一样,飞手应该站在飞行器后面并且和飞行器指向的方向相同。
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Follow Me 跟随模式
可以让飞机像“跟屁虫机器人”一样, 你上哪他就跟你去哪!
跟随模式基于APM:Copter动态航点功能和MAVlink遥测命令。
以下介绍pc端使用跟随我模式。
你需要有:
一个带数传的多轴飞行器
笔记本
一个USB接口的GPS
或蓝牙GPS模块。
操作指南
1.设置其中一个飞行模式为“悬停”
2.在一个空地,设置APM:Copter,通过MAVlink建立一个无线连接
GPS或蓝牙设备连接笔记本后,确保显示一个串行端口。使用 模块随附的软件,确保GPS工作正常,并且搜到卫星。
4.起飞,一旦成功起飞,就切换到定点模式。(保持足够的高度,以确保飞行器在跟随你时不会伤到你,这可能是个不错的做法。)
5.在Mission Planner飞行数据界面,在附近的位置鼠标右击,接着单击“飞到这里”如果没问题,就可以尝试跟随模式了。
6.在Mission Planner里按Control-F,会打开下面的窗口。单击“Follow
Me”
弹出上面窗口。选择已分配给GPS设备的串行端口,不用管波特率多少,选择发送频率(一般为0.5hz).
一旦单击“连接”,Mission Planner就从你的设备读取GPS数据,然后每隔两秒(如果选择0.5hz)给APM飞行器发送“飞到这里”命令。
现在拿起笔记本,开始四处走走吧。
飞行器应该会跟着你!
如前所述,要想避免受伤,就要有保持足够的飞行高度。
不管怎么说,跟随模式一个非常棒的功能,但尤其是没有对螺旋桨采取保护措施的情况下,使用“跟着我模式”时,一定要注意安全!
警告:
和其他模式一样(悬停、定高),飞行器测量高度是依赖气压计,这就意味着随着时间的变化,飞行器发生漂移,飞行器的高度会随着气压变化,而不是实际的高度。
Sport运动模式
也被称为“自稳模式”加上定高模式。
概述
它被设计用于飞行器fpv飞行或者航拍飞行,因为您可以将飞行器设置在特定的角度,并将保持该角度。
飞行员的滚动,俯仰和偏航杆控制车辆的旋转速度,因此当释放杆时,飞行器将保持现在的姿态。
车辆不会倾斜超过45度(该角度可通过ANGLE_MAX参数进行调节)
高度保持与高度保持控制器,所以飞行器将试图保持当前的高度,当杆放置在中间油门门的10%。 它将以高达2.5m / s的速度爬升或下降(该速度可通过PILOT_VELZ_MAX参数进行调节)
autotune自动调参模式
概述
自动调谐尝试自动调整Stabilize P, Rate P 和D,以及最大旋转加速度,以提供最高的响应,不会出现明显的过冲。 在使用自动调谐模式之前,飞行器“基本上”在定高模式下飞行,因为该功能需要能够在侧倾和俯仰轴上“牵动”飞行器。
飞行前设置
1.将飞行模式开关设置为定高。
注:ac3.5及以上固件添加了悬停模式直接切换到自动调参支持
2.将辅助功能开关设置为自动调谐,以使用开关打开/关闭自动调谐
3.拆下相机万向架或其他任何可能在飞行中摆动的框架部分
4.使用AUTOTUNE_AXES参数选择要调谐的轴(Roll,Pitch,Yaw)的组合
5.通过AUTOTUNE_AGGR参数设置自动调谐的响应性(0.1 = 强烈,0.075 = 普通,0.050 = 微弱),通常以默认值0.1开始。
6.对于大型直升机(直径至少为13英寸或33厘米),将速率Roll和Pitch滤波器设置为10hz(在直升机3.3中,RATE_RLL_FILT_HZ和RATE_PIT_FILT_HZ在Copter-3.4中为ATC_RAT_RLL_FILT,ATC_RAT_PIT_FILT)
7.建议启用PID增益的电池电压调节
如何调用自动调谐
1.挑一个天气好的日子,去一个开阔的地方
2.确保ch7或ch8开关处于低位。
3.在合适的高度起飞并将直升机设置为定高模式。
4.面向飞行器,使其从风吹的方向开始变为90度(即,首先调整Roll,将飞行器指向风中)
5.将ch7 / ch8开关置于HIGH位置以进行自动调谐:
你会看到它大概以20度向左右颤动几分钟,然后会反复向前和向后。
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任何时候都可以使用Roll和Pitch来重新定位直升机,如果它偏离(它将在重新定位和测试之间使用原始的PID增益)。 当你释放控制杆时,它会继续自动调整停止的位置。
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随时将ch7 / ch8开关置于LOW位置,关闭自动调谐并返回原始PID。
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确保您的变送器上没有任何装饰线,否则自动调谐可能无法得到控制杆居中的信号。
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6.当调谐完成时,直升机将恢复原来的PID增益
7.将ch7 / ch8开关置于LOW位置,然后返回HIGH位置,以测试调谐PID增益。
8.将ch7 / ch8开关置于LOW位置,使用原始PID增益飞行。
9.如果您对自动调谐PID增益感到满意,请将ch7 / ch8开关置于HIGH位置,着陆和撤防以永久保存PID。
如果您不喜欢新的PIDS,请将ch7 / ch8切换为低电平以返回原始PID。 撤防时,结果不会被保存。
如果您在执行自动调谐后发现飞行器在自稳,定高或定点模式(但是在更自主的模式下,如悬停模式,返回启动模式,自动模式)中过分抽搐,请尝试将RC_FEEL参数降至0.25。 或者尝试减少AUTOTUNE_AGGR参数(应始终在0.05到0.10之间),然后重试。
如果自动调谐后飞行器变得迟钝,请尝试将AUTOTUNE_AGGR参数增加到0.10,再次尝试自动调谐。
使用定点模式调用自动调谐模式
在Copter-3.5(及更高版本)中,如果从悬停或定点飞行模式调用(与定高相反),自动调谐模式的位置保持将较为微弱。
飞行器将轻轻地倾斜(最多10度)朝向最初设置为飞行器位置的“目标点”,此时自动调谐模式被调用。
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飞行员可以使用Roll,Pitch,Yaw或油门杆来重新定位飞行器。 目标位置将在飞手释放Roll和Pitch杆时重置到飞行器的位置。
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为了垂直于风向抽搐,当飞行器从目标位置漂移5米(或更多)时,飞行器可能会以任何方向突然转动90度。
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如果风很微弱或没有风,对飞行器进行轻微的位置控制可能会导致它来回移动,每次距离目标超过5米时,飞行器在目标点周围改变偏航。 在这些情况下,还原更简单的基于AltHold的自动调谐可能更舒适。
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补充说明
在Copter-3.3(及更高版本)中,自动调谐可以设置为飞行模式。 进入或退出自动调谐飞行模式的响应与升高或降低自动调谐功能的ch7 /
ch8辅助开关相同。
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如果飞行器的电池电量不足以完成所有轴的调整,AUTOTUNE_AXES允许控制要调整的轴是非常有用的。 “1”=调整Roll,“2”=调节Pitch,“4”=调节Yaw。 将这些数字加在一起在单个会话中调整多个轴(即“7”=调整所有轴)
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AUTOTUNE_AGGR:应在0.05到0.10的范围内。 越高的值会产生越明显的调谐,但有时也会导致增益太高。 更具体地说,该参数控制D项反弹和P项过冲的阈值。 这会影响调谐噪声抗扰度(越高的值越能改善帧中的弯曲或其他可能引发调谐算法的干扰)。 但是较高的值也会影响拒绝外部干扰的调整,而较低的值会对导致导频输入更为敏感的音色。
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自动调谐可能更新的参数完整列表
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转角P增益ATC_ANG_RLL_P(在AC3.3:STB_RLL_P)
Roll速率P,I和D增益ATC_RAT_RLL_P,ATC_RAT_RLL_I,ATC_RAT_RLL_D(在AC3.3:RATE_RLL_P,RATE_RLL_I,RATE_RLL_D)
Roll最大加速度ATC_ACCEL_R_MAX
Pitch角P增益ATC_ANG_PIT_P(在AC3.3:STB_PIT_P)
Pitch速率P,I和D增益ATC_RAT_PIT_P,ATC_RAT_PIT_I,ATC_RAT_PIT_D(在AC3.3中:RATE_PIT_P,RATE_PIT_I,RATE_PIT_D)
Pitch最大加速度ATC_ACCEL_P_MAX
Yaw角P增益ATC_ANG_YAW_P(在AC3.3:STB_YAW_P)
Yaw速率P,I获得ATC_RAT_YAW_P,ATC_RAT_YAW_I,ATC_RAT_YAW_D(在AC3.3:RATE_YAW_P,RATE_YAW_I,RATE_YAW_D)
Yaw速率滤波器ATC_RAT_YAW_FILT(在AC3.3:RATE_YAW_FILT_HZ)
最大加速度ATC_ACCEL_Y_MAX
Roll和Pitch轴速率前馈已启用(ATC_RATE_FF_ENABLE)
调整好之后,您可能希望将ATC_THR_MIX_MAX(或PC-3.3中的MOT_THR_MIX_MAX)增加到0.9(默认为0.5),以增加对节气门控制的姿态控制优先级。 如果在执行快速向前飞行后飞行器突然减速,则可以减少定高模式中有时看到的过大Pitch值(特别是带有大型螺旋桨的直升机)。 在这种情况下,风力在提供升降的螺旋桨下捕获,但也会扰乱飞行器的姿态,导致油门和姿态控制之间产生冲突。 增加该参数值的危险在于,如果速率增益升得太高使得飞行器振动很大,则可能导致飞行器难以下降(因为它会优先校正姿态振荡,不会充分减少油门)。
自动调谐可以发出巨大和快速的变化请求输出到电机,这可能会导致电机同步问题,特别是使用SimonK固件或低KV电机(500KV以下)时。
自动调谐有时无法为振动阻尼非常柔软的飞行控制器或机臂匹配合适的调谐。
为了获得最佳效果,直升机不应建立太多的水平速度。 可以通过在测试(抽搐)之间进行快速校正来阻止车辆飞行太快而被防止。
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建议自动调谐从自稳模式中进行操作,在切换到定高模式之前不要突然翻转自动调谐开关。
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常见问题
处于自动调谐模式,但是飞行器没有开始调谐(即不会颤动),y原因很可能是Roll,Pitch,Yaw或油门杆没有完全在中间。 通过将RC1_DZ,RC2_DZ,RC3_DZ和RC4_DZ增加到50(或更高),可能有助于增加RC输入端的死区。
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如果自动调谐使飞行器产生过大的抽搐,请尝试减少AUTOTUNE_AGGR参数(不得低于0.05),然后再次执行自动调谐。
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如果自动调谐使飞行器反应迟钝,尝试增加AUTOTUNE_AGGR参数(不能高于0.1),并再次执行自动调谐。
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Land降落模式
降落模式
降落模式可让飞行器垂直下降,而且具有这些特性:
下降至10m的过程中(或是直到声呐检测到了飞行器下面有东西之前)使用常规定高控制器,通过WPNAV_SPEED_DN参数限制下降速度,可通过Mission
Planner修改,在Config/Tuning(配置/调试) > ArduCopter Pids(扩展调参)界面。
在10m内,飞行器会以LAND_SPEED参数规定的速率下降,默认为50cm/s。
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一到达地面,如果飞手的油门位于最低,飞行器就会自动关闭电机并锁定飞行器。
注意: 如果电机转速最小且爬升速率仅有-20cm/s至+20cm/s,一秒钟后APM:Copter就会识别为已降落。 它不是用高度判断是否关闭电机,除非飞行器低于家的高度10m多。
如果在落地或者关掉螺旋桨之前,飞行器出现上跳或像气球一样回升的话,尝试降低一点LAND_SPEED参数。
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如果模型的GPS已经定位,降落控制器会尝试控制它的水平位置,但是飞手可以调整目标水平位置,就像是在悬停模式一样。
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如果模型的GPS并没有定位,水平控制的工作方式就会像是在自稳模式一样,但是飞手可以操控飞行器roll和pitch的倾斜的角度。
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警告!
在任何基于高度保持的模式中,包括: 高度保持、悬停、自动、自动降落、回家,当你的飞行器接近地面或者降落时,如果飞行器的运行变得很不稳定(或是自动降落过程中有跳动,或者降落后不能正确的关闭电机)。这是因为因为飞行器螺旋桨的气流与地面作用会产生压力,在此位置,你的飞控的气压计(高度计)可能会受到影响。
这很容易识别出来,只要看一下记录中的高度计读数,看看在接近地面时是否有峰波或是震荡。
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如果有这个问题,将飞控移出受螺旋桨气流影响的地方,或是用通风的外壳罩住它。
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可以通过飞行测试或是日志记录的结果判断是否成功。
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