在眾多無人機類型中，四旋翼因其具備垂直起降、穩(wěn)定性強、結(jié)構(gòu)相對簡單等特點而得到廣泛應(yīng)用。目前，無論是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界，關(guān)于四旋翼的研究都在不斷深入，關(guān)于四旋翼的拓展運用不斷增加。因此，學(xué)習(xí)與研究四旋翼相關(guān)的技術(shù)有著良好的實用價值。

3D視覺工坊御風(fēng)250整機實物圖

學(xué)習(xí)四旋翼，首先必須具備一個良好的實驗平臺

對于初學(xué)者，由于缺乏經(jīng)驗，往往難以合理地選擇與搭配各個模塊，容易忽略主次。例如，對于機架，首先要考慮的就是強度，因為這直接關(guān)乎無人機的振動，而振動影響傳感器數(shù)據(jù)質(zhì)量，數(shù)據(jù)質(zhì)量影響最終的控制效果；其次要考慮的是是否安裝方便，例如有的無人機使用圓形碳纖管作為機臂，這樣很難將電機安裝水平，最終也會影響無人機的控制效果。

無人機底部示意圖

電機與電調(diào)也是至關(guān)重要的，廉價的電機電調(diào)往往不僅容易燒壞，而且炸機后是否容易軸偏，導(dǎo)致無人機動力不平衡。

電調(diào)連接

此外，這些電機電調(diào)還有看不到的缺陷，例如響應(yīng)不夠平滑，響應(yīng)延遲大等。相反，一套優(yōu)異的動力系統(tǒng)不僅能保證無人機的高性能，還能使用很久，免去維修所用的時間。

除了機架、電機與電調(diào)，螺旋槳與電機的匹配，選4S還是6S鋰電池等也很有講究。飛控與傳感器更是需要長期使用的經(jīng)驗才能做出合適的選擇。

此處針對學(xué)習(xí)與對科研場景，采用優(yōu)質(zhì)飛行套件，推出一個高性能的微型四旋翼平臺——御風(fēng)250。

「御風(fēng)250」無人機， 「御風(fēng)250」-四旋翼無人機（基于PX4）[硬件+代碼]

御風(fēng)250具備三大方面的優(yōu)勢，一是模塊選型、二是仿真套件、三是課程支持。

首先，御風(fēng)250通過選擇合適的模塊，機架采用寬邊X型布局，軸距225mm，總質(zhì)量600g，續(xù)航21分鐘。御風(fēng)250支持PX4固件，配備的傳感器為IMU、磁力計、氣壓計、GPS、光流與激光測距模塊，支持室內(nèi)外定點穩(wěn)定懸停。

光流安裝

該無人機的優(yōu)勢見下表：

其次，提供該無人機的模型參數(shù)與對應(yīng)的Gazebo仿真環(huán)境。

此處提供無人機的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量、油門拉力曲線與升力系數(shù)等物理量，擁有這些參數(shù)，就可以在仿真環(huán)境中搭建對應(yīng)的無人機模型。

擁有仿真環(huán)境，一方面可以驗證控制邏輯。通過在仿真環(huán)境中測試，消除自身算法邏輯問題，仿真通過再將代碼下載到實物平臺，有效降低炸機風(fēng)險。另一方面可以驗證控制算法，在新設(shè)計一種控制算法時，往往很難知道參數(shù)大致為多少，數(shù)量級有時都很難確定，通過在仿真環(huán)境里調(diào)節(jié)，降低人力物力成本。其實，當(dāng)模型參數(shù)精度較高時，甚至可以根據(jù)理論得到參數(shù)的合理范圍，極大提高設(shè)計效率，實現(xiàn)從理論到實際的跨越。

飛控與GPS安裝

最后，從零搭建一套御風(fēng)250硬件系統(tǒng)，我們?yōu)榇蠹遗鋫淞伺鋫鋬砷T課程。

課程包括仿真課程與實物課程

仿真課程：零基礎(chǔ)入門四旋翼建模與控制(MATLAB仿真)[理論+實戰(zhàn)]

仿真課程包括理論基礎(chǔ)與MATLAB仿真。

實物課程：基于PX4實現(xiàn)的四旋翼建模與控制

實物課程包括三個模塊，一是帶領(lǐng)學(xué)員調(diào)試無人機，讓飛機穩(wěn)定地飛起來；二是帶領(lǐng)學(xué)員學(xué)習(xí)PX4控制部分的代碼，學(xué)懂這一大模塊的代碼，對PX4其他部分代碼也能觸類旁通；三是帶領(lǐng)學(xué)員更換新的控制器，使得學(xué)員能夠?qū)⑾冗M(jìn)的控制算法部署到PX4平臺。

整機實物圖