一.無人機的分類
按飛行平台構型分類：無人機可分為固定翼無人機，旋翼無人機，無人飛艇，傘翼無人機，撲翼無人機等.
圖1 無人機平台構型
多軸飛行器multirotor是一種具有三個以上旋翼軸的特殊的***。旋翼的總距固定而不像一般***那樣可變。通過改變不同旋翼相對轉速可以改變單軸推進力的大小，從而控制飛行器的執行軌跡.
圖2 多軸飛行器
圖3 各類變模態平台
二.無人機的系統架構
圖4 無人機系統架構
三.飛控系統簡介
導航飛控系統之導航子系統功能：向無人機提供位置，速度，飛行姿態，引導無人
機沿指定航線安全，準時，準確的飛行。
獲得必要的導航要素：高度，速度，姿態，航向
給出定位資訊：經度，緯度，相對位移
引導飛機沿規定計畫飛行
接收控制站的命令並執行
配合其它系統完成各種任務
1.飛控系統功能:
導航飛控之飛控子系統功能：完成起飛，空中飛行，執行任務，返航等整個飛行過
程的核習系統，對無人機實現全權控制與管理，是無人機的大腦。
無人機姿態穩定與控制
與導航子系統協調完成航跡控制
起飛與返航控制
無人機飛行管理
無人機任務管理與控制
應急控制
2.飛控系統--感測器:
飛控系統常用的感測器包括：
角速率感測器陀螺儀
圖5 陀螺儀
加速度感測器
圖5 加速計
氣壓計和超聲波
圖5 聲納與氣壓二合一
圖6 gps示意圖
光流
從二維影象序列中檢測物體運動、提取運動引數並且分析物體運動的相關規律
光流是空間運動物體在觀測成像平面上的畫素運動的「瞬時速度」
用於飛行器的動態定位和輔助慣性導航
lucas kanade演算法
這個演算法是最常見，最流行的。它計算兩幀在時間t到t + δt之間每個畫素點位置的移動
圖7 光流演算法示意圖
地磁感測器
圖8 磁力計
四.飛控系統的關鍵演算法
1.關鍵演算法流程框圖
圖9 關鍵演算法流程框圖
2.姿態解算
（1）init函式初始化，建立3x3矩陣r。
（2）磁力計修正，得到誤差corr：先計算得到誤差角度mag_er，再用_wrap_pi函式做約束，再計算corr值，相當於機體座標系繞地理座標系n軸（z軸）轉動arctan（mag_earth(1), mag_earth(0)）度。
（3）加速度計修正更新誤差corr：將陀螺儀計算得到的矩陣第三行（即重力加速度部分）轉換到b系，再將加速度測得重力加速度（_accel - 機體加速度）的資料歸一化（本身屬於b系），將這兩個的值進行叉乘即測得誤差。具體過程：歸一化的n系重力加速度通過旋轉矩陣r左乘旋轉到b系，即k為歸一化的旋轉矩陣r（b-e）的第三行，總的受到合力的方向（_accel）減去機體加速度方向（_pos_acc）得到g的方向，即總加速度（加速度獲取）減去機體運動加速度（第五部分）獲取重力加速度，然後姿態矩陣的不是行就是列來與純重力加速度來做叉積，算出誤差。因為運動加速度是有害的干擾，必須減掉。演算法的理論基礎是[0,0,1]與姿態矩陣相乘。該差值獲取的重力加速度的方向是導航座標系下的z軸，加上運動加速度之後，總加速度的方向就不是與導航座標系的天或地平行了，所以要消除這個誤差，即「_accel-_pos_acc」。然後叉乘z軸向量得到誤差，進行校準 。
（4）對誤差corr進行pi控制器中的i（積分），得到_gyro_bias，再對_gyro_bias做約束處理。
（5）使用修正的資料更新四元數，並把_rates和_gyro_bias置零便於下次呼叫時使用。
圖10 姿態解算
3.姿態控制
3.1.姿態角度控制
計算誤差值e_r：
（1）獲取目標姿態target，並構建目標姿態旋轉矩陣。
（2）通過控制四元數獲取當前狀態的旋轉矩陣dcm。
（3）取兩個矩陣中的z軸向量，即yaw-axis。
（4）計算roll，pitch誤差，得到誤差值e_r：通過r_z%r_sp_z叉乘當前姿態的z軸和目標姿態的z軸的誤差大小（即需要旋轉的角度）並旋轉到b系（即先對齊z軸）。
（5）計算yaw的權重.
（6）構造e_r_cp反對稱矩陣，通過羅德里格公式旋轉得到roll，pitch旋轉後的矩陣r_rp。
（7）計算yaw的誤差，進一步更新誤差值e_r：roll_pitch旋轉後的矩陣的x軸和目標姿態的x軸的誤差，乘上yaw的權重。
計算e_r_d：
（1）目標姿態旋轉矩陣獲取四元數。
（2）對四元數的虛部取出賦值給e_r_d，再對其進行歸一化處理。
（3）對四元數的實部取出。
（4）計算e_r_d：通過虛部與實部的一系列計算得來。
計算direct_w
進一步更新誤差值e_r：通過e_r * (1 - direct_w) + e_r_d * direct_w。
得到_rates_sp角速度變數：對e_r進行p控制，再進行約束
3.2.姿態角速度控制
獲取當前角速度值rates：通過_ctrl_state資料結構（當前姿態資訊）把需要的有效資料賦值給rates。
獲取目前角速度值_rates_sp。
計算得到角速度差rates_err。
對角速度差rates_err進行pd控制，還需要加乙個前饋。
發布控制量_att_control。
圖11 姿態控制
無人機飛控
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中國國內無人機開源飛控系統簡介
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飛控 如何學習無人機 入門篇
我把無人機分成3個大模組 目的 組裝無人機，享受駕駛無人機的樂趣。目的 了解無人機的本質 目的 實現乙個具體功能，比如 室內懸停，避障，全自動a點飛到b點等等 通過 知識 使用 工具 完成自己的目標，程式語言 作業系統 等等在飛控開發裡能夠使用就行 開發需要解決具體的問題，前提是你知道一定的無人機知...