浅谈制作四旋翼无人机经历

2019年的5月，我们开始做起了四旋翼无人机，对于刚接触这个的我是既兴奋又忧虑，兴奋的是，制作四旋翼无人机是我很想做的事，忧虑的是制作这个一切要靠自己，要出钱出力，一切从头开始，而做四旋翼无人机又是一个很花费金钱和时间而且还有一定危险性的项目。但是我们顶着一腔热血就这样上了。做四旋翼无人机就像做车一样能带给人兴奋的感受，听着电机的转动，看着飞机的飞行，真的好爽，可是这个东西做起来的难度却是真的不小。

首先，我们没有学长学姐们的带领，没有前人留下的四旋翼飞行器成品来学习，只有上上一代留下的三架中科浩电机架，但是我们没有资料，而且我们预估电赛需要用TI的芯片，所以得另寻他法。最后，我们决定在网上买四旋翼无人机成品回来，这样可以省去制作硬件，机架等事情，也能少走不少弯路，于是乎，我们在网上找起了商家，当时网上买的四旋翼学习机用TI芯片做主控的并不多，中科浩电，锡月科技等太贵，平民价的可以考虑无名科技，匿名科技，还有ACFly，当时我们看好的就是这三家，但是匿名科技当时似乎还没推出TI芯片的飞控，他们应该是在5月底左右才推出来的，而我们有一组做飞机的同盟队买的ACFly的飞控，他们建议我们买别的牌子的这样可以互补，到时候可以择优再换飞控，而且ACFly的飞控虽然很稳但是代码开源的少，核心ADRC算法全部不开源，最终我们选择了无名飞控。

拿到飞机的那天我们很兴奋，照着说明书看了一遍又一遍才敢动遥控器，实在是怕操作失误直接一键炸机，我们又让同盟组帮我们试了一下这个飞机的性能（他们做得比我们早很多），还不错。最后我们也是慢慢小心翼翼的操作起了飞机，虽然一开始会出些小岔子，不过最后我们还是基本能控制飞机飞稳。可是，学习的路途哪有那么顺利的呢？我们开始一脸懵逼的看无名飞控附带的资料，特别是源码，他们基本上开源了，像PID控制算法，滤波算法，惯导融合什么的基本是都开源了，但是还有些核心专利比如光流算法，PPM源码等还是没有开源。不过有这些开源的程序已经够了，够我们学习好一阵子了，毕竟我们只是初学的菜鸟。

首先我们要学会各种校准操作和原理，还有遥控器的各个口的功能，电调校准，加速度计校准等在程序中也都能找到程序，看看还是能整明白的，再就是遥控器的处理程序，与校准程序混在一起，看起来虽然有点费力，但也还是能搞明白。遥控器对飞机的控制太重要了，程序的逻辑一定要对，逻辑上稍微出点问题可能就会失控，最后机毁人亡。不过我们还好，小心翼翼的，没有随意改程序，也不敢随意去改。然后，我们要开始弄清楚PID算法的运用，因为有好些组参数，虽然买的整机已经调得很好了，但是我们还是要学会调参数。这个看明白程序后也不是很难，毕竟之前有些基础，PID算法还是能明白的。就这样，虽然遇到了好些问题但都还不算严重。然而。在我们炸了十几次机之后，问题来了，机架被摔得越来越扭曲了，飞机飞起来越来越不稳了。这个时候，我们觉得可能需要调一下参数，于是我们开始尝试调参了。

最初我们从三个角度的速度环，位置环开始调，但是我们越调越不好，甚至炸了几次机，后来我们发现调光流的PID有效果，但也只是缓解了那种不稳定，看着同盟组飞的那么稳，我们也是急得要命。询问了他们，他们用的优象光流LC-302，我们这个是无名飞控自带的LC-306，对比了两个光流的波形，优象的光流波行更加稳定，静止时几乎没有杂波，只是会很奇怪的出现一个突变，就像突然出现一个冲击信号一样，但是这个只要进行限伏处理就可以了，因为那个突变太大是不可能出现的，而无名飞控杂波会很大，两个波形对比起来很明显，无名的光流没有突变但是一般情况下即使滤波也会有比较明显的杂波干扰。最后我们准备换光流，两者硬件初始化LC302也比LC306简单一些。买回了LC-302之后我们装上去改了初始化，但是飞机突然发神经了，老是随机向一个方向震动抖动且幅度越来越大，我们尝试调了几天的光流PID依然没有好转，最后我猜测是装反了，虽然两者说明书给出的x、y正方向相同，但是飞机告诉我们也许真的不同，一换方向，飞机立马平稳了，甚至比刚拿到时的飞机飞的更稳，只是偶尔会抽一下，这个通过程序给个限伏处理就OK了。我们又微调了一下PID飞机性能真的变好了。某种程度上讲，优象的LC-302确实比无名的LC-306好一些。我们之后用的也一直是LC-302。

接着，我们尝试着改飞控里的程序，逐渐对程序熟悉了起来，虽然惯导融合还是搞不懂，但是还是可以加入一些新功能的。我们又逐渐做了前些年的无人机题目，由于时间的关系都只完成了基本功能。可是，却是我们缺少经验，搞飞行器的时间还有些短，国赛还是没做好，我们为了找电线，从飞机侧面伸了跟杆出来架OPENMV，但是这样飞机不平衡了，最后我们再对面一侧又加了相同的重量，可是这样飞机就变得很重，很多参数都需要调，我们在前三天又一直在解决摩尔纹的问题，最后一天实在来不及了，最后飞机只能飞起来，，根本不能寻杆，寻线。没办法，最后我们只能带着遗憾做完了比赛。

虽然这次比赛做的不好，但是也让我们学到了很多东西，经历就是经验，也希望自己能继续努力。这次比赛失败原因：1.准备时间少，很多坑没踩过，自己不能提前做好准备2.做的时候太浮躁，没有仔细思考各个功能的算法，刚实现基本功能就以为自己全部完成了3.没有和队友配合好，视觉距离的结算在飞控里一直出问题4.没有和队友沟通好

现在说啥都已经晚了，只能吸取经验，以后继续努力，加油咯！

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