四旋翼无人机硬件，飞控，基站，NX
四旋翼無人機硬件
一 總覽
四旋翼無人機的硬件組成：無刷電機（4個）；電子調速器（簡稱電調，4個，常見有好盈、中特威、新西達等品牌）；螺旋槳（4個，需要2個正漿，2個反漿）；飛控；電池（11.1v航模動力電池）；遙控器（最低四通道遙控器）；機架（常用鋁架和碳纖維板）；充電器(盡量選擇平衡充電器)；T265；主板；激光雷達等
接下來，我們以控制系統；執行系統；感知系統；電力系統；和控制交互系統來分別帶大家學習了解四旋翼無人機硬件的部分
二 控制系統
控制系統主要由飛控和主板兩部分組成。
1飛控
飛控即飛行控制系統是飛機的大腦，無人機在飛行過程中，利用自動控制系統，能夠對飛行器的構形、飛行姿態和運動參數實施控制，其載有加速度計、陀螺儀、氣壓計、羅盤等傳感器。由它來控制各個電機的轉速進而控制飛機的姿態，加上GPS或差分GPS可完成定點懸停，自主航線飛行等功能。
飛控通過接收機接收遙控器發送的遙控信號（地面站控制時：地面站通過云航燈或電臺發送給飛控的自主飛行指令），經過飛控程序處理后，通過電調來控制各個電機的轉速，從而達到控制飛行器動作的目的。
作用：如果沒有飛控板，四軸飛行器就會因為安裝、外界干擾、零件之間的不一致型等原因形成飛行力量不平衡，后果就是左右、上下的胡亂翻滾，根本無法飛行，飛控板的作用就是通過飛控板上的陀螺儀，對四軸飛行狀態進行快速調整，如發現右邊力量大，向左傾斜，那么就減弱右邊電流輸出，電機變慢，升力變小，自然就不再向左傾斜。飛控有X模式和+模式的。X模式要難飛一點，但動作更靈活。+模式要好飛一點，動作靈活差一點，所以適合初學者。特別注意，x模式和+模式的飛控安裝是不同的如果飛控板安裝錯誤，會劇烈的晃動，根本無法飛。
大致一看四軸十字和四軸×字沒多大差別，M1，M3都是逆時針，M2，M4都是順時針，它倆真正的區別在于，做動作時電機的運動情況。
四軸×字
前進時，M3，M4速度同時增加，M1，M2速度同時減小。
左移時，M1，M4速度同時增加，M2，M3速度同時減小。
左旋時，M2，M4速度同時增加，M1，M3速度同時減小。
四軸十字
前進時，M3速度增加，M1速度減小。
左移時，M4速度增加，M2速度減小。
左旋時，M2，M4速度同時增加，M1，M3速度同時減小。
M指的是電機位置
有此可看出做動作時四軸×字始終有兩兩電機參與速度調整，一般建議四軸采用×字（博創，嘉創飛機均是×型），對控制動作來說能更好一些。
以嘉創無人機的飛控為例（如左圖），嘉創所使用的是雷迅V5 NANO 飛控（https://docs.px4.io/master/zh/assembly/quick_start_cuav_v5_nano.html）
飛控的具體接線圖如下
| 主要接口 | 功能 |
| 電源 | 連接電源模塊；提供能量、模擬電壓和電流測量。 |
| PM2 | 不要與 PX4 一起使用 |
| TF CARD | 用于日志存儲的SD卡（隨卡提供） |
| M1~M8 | PWM 輸出接口。 可以使用它控制電機或舵機。 |
| A1~A3 | 捕獲引腳（目前 PX4 上不支持） |
| nARMED | 表示 FMU 處于待命狀態。 低電平時表示激活（待命時是低電平）。 |
| DSU7 | 用于 FMU 調試，讀取調試信息。 |
| I2C2/I2C3/I2C4 | 連接I2C總線設備；比如外部的羅盤。 |
| CAN1/CAN2 | 用于連接 UAVCAN 設備，比如 CAN GPS。 |
| TYPE-C(USB) | 連接到計算機，以便在飛控和計算機之間進行通信，例如加載固件。 |
| GPS&SAFETY | 連接到 Neo GPS，其中包括GPS、安全開關、蜂鳴器接口。 |
| TELEM1/TELEM2 | 連接到數傳電臺 |
| DSM/SBUS/RSSI | 包含DSM、SBUS、RSSI信號輸入接口；DSM接口可以連接DSM衛星接收機，SBUS接口可以連接SBUS總線的遙控器接收機，RSSI連接RSSI信號強度回傳模塊。 |
2 主板
主板也就是智能無人機的大腦，目前倆款無人機都是用的JETSON NANO，但是兩塊板子的版本不一樣，嘉創的nano版本更新一點，主板和飛控連接，更有很多創口和T265 激光雷達等相連接。
主板上要和顯示屏使用從而了解主板的運行情況，主板和顯示屏之間有一根連接線，鼠標和鍵盤連接在主板的窗口上，對于主板上系統程序的安裝，詳情請看代碼和軟件部分。
以嘉創飛機的主板為例 NVIDIA Jetson Xavier NX （https://www.nvidia.cn/autonomous-machines/embedded-systems/jetson-xavier-nx/）
它包括一個功能強大的緊湊型Jetson Xavier NX模塊，用于AI邊緣設備。具有精確的多模式AI推理功能，可以開發和測試高能效，XAVIER?般的性能，NANO?般的大小。Jetson Xavier NX?尺寸為?70?毫米?x 45?毫米，
左圖為模組
| 模組技術規格 | |
| AI性能 | 21 TOPS |
| GPU | 384-core NVIDIA Volta??GPU 和 48 Tensor Cores |
| CPU | 6-core NVIDIA Carmel ARM?v8.2 64-bit CPU |
| 內存 | 8 GB 128-bit LPDDR4x |
| 存儲 | 16 GB eMMC 5.1 |
| 功耗 | 10 W|15 W|20 W |
| PCIe | 1 x1 (PCIe Gen3) + 1 x4 (PCIe Gen4), total 144 GT/s* |
| CSI攝像頭 | 最多6個攝像頭（通過虛擬通道可以最多支持24個） |
| 視頻編碼 | 2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.265) |
| 視頻解碼 | 2x 8K30 | 6x 4K60 | 12x 4K30 | 22x 1080p60 | 44x 1080p30 (H.265) |
| 顯示 | 2 multi-mode DP 1.4/eDP 1.4/HDMI 2.0 |
| 深度學習加速器 | 2個 NVDLA 引擎 |
| 視覺加速器 | 7路 VLIW 視覺處理器 |
| 網絡 | 10/100/1000 BASE-T Ethernet |
| 結構尺寸 | 69.6 mm x 45 mm |
左圖為我們現在飛機上的
| 開發者套件技術規格 | |
| GPU | NVIDIA Volta??架構 |
| CPU | 6-core NVIDIA Carmel ARM?v8.2 64-bit CPU |
| 深度學習加速器 | 2個 NVDLA 引擎 |
| 視覺加速器 | 7路VLIW視覺處理器 |
| 記憶 | 8 GB 128-bit LPDDR4x 59.7GB/s |
| 內存 | microSD（不含記憶卡） |
| 視頻編碼 | 2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.265) |
| 視頻解碼 | 2x 8K30 | 6x 4K60 | 12x 4K30 | 22x 1080p60 | 44x 1080p30 (H.265) |
| 攝像頭 | 2個 MIPI CSI-2 D-PHY lanes |
| 連接 | Gigabit以太網, M.2 Key E (WiFi/BT included), M.2 Key M (NVMe) |
| 顯示 | HDMI 和 DP |
| USB | 4x USB 3.1, USB 2.0 Micro-B |
| 其他 | GPIOs, I2C, I2S, SPI, UART |
| 結構尺寸 | 103 mm x 90.5 mm x 34 mm |
具體接線如圖。
三 執行系統
1電機
電機分為有刷電機和無刷電機，無刷是四軸的主流，力氣大，耐用。
1.1型號：電機的尺寸，例：2212電機，2018電機
不管什么牌子的電機，具體都要對應4位這類數字，其中前面2位是電機轉子的直徑，后面2位是電機轉子的高度。
簡單來說，前面2位越大，電機越肥，后面2位越大，電機越高。 又高又大的電機，功率就更大，適合做大四軸。 通常2212電機是最常見的配置了。
1.2轉速
每個無刷電機都會標準多少kv值，這個kv是外加1v電壓對應的每分鐘空轉轉速，例如：1000kv電機，外加1v電壓，電機空轉時每分鐘轉1000轉，外加2v電壓，電機空轉就2000轉了。
同電機類似，槳也有啥1045,7040這些4位數字，前面2位代表槳的直徑（單位：英寸 1英寸=254毫米）后面2位是槳的角度。
2.電子調速器（簡稱電調）
作用：
電調的作用就是將飛控板的控制信號，轉變為電流的大小，以控制電機的轉速。
因為電機的電流是很大的，通常每個電機正常工作時，平均有3a左右的電流，如果沒有電調的存在，飛控板根本無法承受這樣大的電流（另外也沒驅動無刷電機的功能）。
同時電調在四軸當中還充當了電壓變化器的作用，將11.1v的電壓變為5v為飛控板和遙控器供電。
規格:
電調都會標上多少A，如20a，40a 這個數字就是電調能夠提供的電流。大電流的電調可以兼容用在小電流的地方。小電流電調不能超標使用。
四軸專用電調？
因為四軸飛行要求，電調快速響應，而電調有快速響應和慢速響應的區別，所以四軸需要快速響應的電調。
其實大多數常見電調是可以編程的，能通過編程來設置響應速度。所以其實并沒有什么專用一說。
3.螺旋槳
螺旋槳， 將電機轉動功率轉化為推進力或升力。螺旋槳高速轉動時，由于槳葉特殊的機構，會在槳上下面形成一個壓力差，產生一個向上的拉力，螺旋槳有兩個重要的參數，槳直徑和槳螺距，單位均為英寸。比如8060槳，代表槳直徑是8英寸。即8*2.54＝20.32cm。螺距則為6英寸。槳分正槳和逆槳，安裝時正槳安裝在順時針旋轉的電機上，逆槳安裝在逆時針旋轉的電機上。怎么區分正逆槳吶？(博創，嘉創公司的電機和槳葉均表明了方向）具體方法很多，這里簡單說個方法，槳正確安裝在電機上，順時針旋轉槳葉，產生向下風力的是正槳，逆時針旋轉槳葉，產生向下風力的是反槳， 四軸飛行為了抵消螺旋槳的自旋，相隔的槳旋轉方向是不一樣的，所以需要正逆槳。安裝的時候，一定記得無論正逆槳，有字的一面是向上的（槳葉圓潤的一面要和電機旋轉方向一致）。
四 感知系統
1 GPS
通常意義上講GPS，其實應該是指Global Navigation Satellite System全球導航衛星系統，即GNSS。主要是用來定位的系統。
這是由無人機的操作要求和任務要求決定的。有了GPS后，無人機能夠懸停飛行（定點），飛手操作的復雜性大大降低，同時，為了能夠執行一些航跡飛行任務，定位信息也是必要的。
簡單來說，如果只是姿態自穩的飛行，可以沒有GPS，但是隨著要求的提高，GPS對飛控、對無人機都是必要的部件。
目前我們所使用的智能無人機還用不到定位功能，更多的是利用飛控上的安全開關，來觀察無人機目前所處的狀態，是否處于能夠飛行的狀態，是否有問題，以嘉創的無人機為例，飛行前需要先對安全開關進行解鎖，才能進行飛行。
2 T265--大魚的眼睛
2.1 參數
（1）、T265采用了Movidius Myriad 2視覺處理單元（VPU），V-SLAM算法都直接在VPU上運行 可直接輸出6DOF相機位姿
（2)、T265使用了雙目魚眼相機 分辨率848X800分辨率 30HZ 單色圖像 視場角 163° Fov(±5°)
(3)、IMU型號為 BM1055
(4)、相機與IMU的參數都保存在了傳感器中，可通過示例demo直接讀取出相機的內參和相機與IMU之間的外參
(5)、相機外形尺寸 108 x 24.5 x 12.5 mm
T265左右目看到的圖像
關于，T265 數據讀取?環境安裝?讀取T265內外參數信息?使用ROS包讀取T265數據?使用Opencv庫讀取T265等問題詳情可以看無人機軟件部分和代碼部分。
2.2 T265的固定
T265對穩定性要求比較高，目前我們固定T265有兩種機型的方法一種是博創公司固定T265是用減震球，嘉創固定265是用泡棉膠，減震效果各有優劣，博創更佳，嘉創可替換性高。
2.3 T265的注意事項
(1) 接線藍線一端與T265連，另一端與主板連。
(2) T265是靠特征點識別，在啟動T265之后要將T265抬起，左右上下前后調整，使其獲得足夠多的特征點，最好在正對T265前面放上靜止的特征識別板。
(3) T265對光線要求嚴格，在飛行過程前對光線進行選擇，過亮或者過暗都會對T265的距離判斷產生影響，容易導致飛機失控。
3激光雷達
目前這兩款飛機都是這種激光雷達，激光雷達在無人機上的應用，更多的是和避障代碼結合，從而實現無人機的避障。
激光雷達的測試請看代碼部分。
3.1原理
3.2激光三角測距原理
０１是激光發射器，射出去的激光由紅色虛線表示，Ａ，Ｂ，Ｃ是三個反射點。０２是攝像頭光心軸，綠色三角形代表用來捕捉反射光斑的相機模型。這張圖畫的是經典小孔模型。 Ａ，Ｂ，Ｃ的成像點分別是Ａ‘，Ｂ’，Ｃ‘. 由于激光發射器和相機安裝的相對位置是已知的， 也就是說相機的光心軸和激光（線）的角度已知（本圖畫的是９０度），線段０１０２長度已知，角０１０２Ａ也已知（通過成像點在像平面的位置可以知道），于是問題變成了一個“角邊角問題”，上過初中的同學都應該知道，已知“角邊角”，三角形有唯一解，于是０１A的長度是可以算出來的。同理， Ｂ，C 兩點距離０１的距離也是可解的。
五 電力系統
1 電池
無人機上用的電池一般是高倍率鋰聚合物電池。同樣電池容量鋰電最輕，起飛效率最高。
1.1電池容量
1000mah電池，如果以1000ma放電，可持續放電1小時。如果以500mh放電，可以持續放電2小時。（基地目前有4s5300 3300 一大一小兩款電池）。
1.2電池片數
鋰電池1節額定電壓3.7V，充滿電壓4.2v（4.35V高壓版電池）。2s電池（嘉創飛機電池為2s，遙控器上有保護電壓，低于保護電壓，遙控器不能啟用，代表有2個3.7v電池在里面，電壓為7.4v。例：20000mAh 6s 25c就是6片20000mAh的電池串聯。
1.3放電能力
這是普通鋰電池和動力鋰電池最重要區別，動力鋰電池需要很大電流放電，這個放電能力就是C來表示的。如1000mah電池 標準為5c，那么用5x1000mah，得出電池可以以5000mh的電流強度放電。例：20000mAh 25C，那么它的最大放電電流就是20*25=500A。
2 充電器
2.1 充電能力
同上面的c一樣，只是將放電變成了充電，如1000mah電池，2c快充，就代表可以用2000ma的電流來充電。不要圖快，冒然用大電流，超過規定參數充電，電池很容易損壞。
2.2平衡充電？
如3s電池，內部是3個鋰電池，因為制造工藝原因，沒辦法保證每個電池完全一致，充電放電特性都有差異，電池串聯的情況下，就容易照常某些放電過度或充電過度，充電不飽滿等，所以解決辦法是分別對內部單節電池充電。動力鋰電都有2組線，1組是輸出線（2根），1組是單節鋰電引出線（與s數有關），充電時按說明書，都插入充電器內，就可以進行平衡充電了。
2.3注意
電機與螺旋槳的搭配
螺旋槳越大，升力就越大，但對應需要更大的力量來驅動；
螺旋槳轉速越高，升力越大；
電機的kv越小，轉動力量就越大；
綜上所述，大螺旋槳就需要用低kv電機，小螺旋槳就需要高kv電機（因為需要用轉速來彌補升力不足）
如果高kv帶大槳，力量不夠，那么就很困難，實際還是低俗運轉，電機和電調很容易燒掉。
如果低kv帶小槳，完全沒有問題，但升力不夠，可能造成無法起飛。
例：常用1000kv電機，配10寸左右的槳。
2.4 配電池
這與選擇的電機、螺旋槳，想要的飛行時間相關。
容量越大，c越高，s越多，電池越重；
基本原理是用大槳，因為整體搭配下來功率高，自身升力大，為了保證可玩時間，可選高容量，高c，3s以上電池。最低建議1500mah，20c，3s。
小四軸，因為自身升力有限，整體功率也不高，就可以考慮小容量，小c，3s以下電池。
選擇電池是要注意，電池的最大放電電流要大于各個電機的總電流，電池的選擇決定飛行的時間的多少。
如果用低c的電池，大電流放電，電池會迅速損壞，甚至自燃。
六 控制交互系統
1 基站（https://qgc-docs.drjlab.com/master/en/FlyView/FlyView.html）
當前我們使用的基站多為QGC地面站詳情請看軟件一欄
2接收器（與飛控相連 遙控器）
2.1通道
通道就是可以遙控器控制的動作路數，比如遙控器只能控制四軸上下飛，那么就是1個通道。但四軸在控制過程中需要控制的動作路數有：上下、左右、前后、旋轉所以最低得4通道遙控器。如果想以后玩航拍這些就需要更多通道的遙控器了。
2.2日本手、美國手
遙控器上油門的位置在右邊是日本手、在左邊是美國手，所謂遙控器油門，在四軸飛行器當中控制供電電流大小，電流大，電動機轉得快，飛得高、力量大。反之同理。判斷遙控器的油門很簡單，遙控器2個搖桿當中，上下板動后不自動回到中間的那個就是油門搖桿。
2.3機架
機架的軸長短有沒有規定？（要符合比賽要求，比賽前會進行測量，軸間距指的是對角兩個電機的距離）
理論上講，只要4個螺旋槳不打架就可以了，但要考慮到，螺旋槳之間因為旋轉產生的亂流互相影響，建議還是不要太近，否則影響效率。 這也是為什么四軸用2葉螺旋槳比用3葉螺旋槳多的原因之一（3葉的還有個缺點，平衡不好做）
四旋翼無人機硬件
制作人褚發
一 總覽
四旋翼無人機的硬件組成：無刷電機（4個）；電子調速器（簡稱電調，4個，常見有好盈、中特威、新西達等品牌）；螺旋槳（4個，需要2個正漿，2個反漿）；飛控；電池（11.1v航模動力電池）；遙控器（最低四通道遙控器）；機架（常用鋁架和碳纖維板）；充電器(盡量選擇平衡充電器)；T265；主板；激光雷達等
接下來，我們以控制系統；執行系統；感知系統；電力系統；和控制交互系統來分別帶大家學習了解四旋翼無人機硬件的部分
二 控制系統
控制系統主要由飛控和主板兩部分組成。
1飛控
飛控即飛行控制系統是飛機的大腦，無人機在飛行過程中，利用自動控制系統，能夠對飛行器的構形、飛行姿態和運動參數實施控制，其載有加速度計、陀螺儀、氣壓計、羅盤等傳感器。由它來控制各個電機的轉速進而控制飛機的姿態，加上GPS或差分GPS可完成定點懸停，自主航線飛行等功能。
飛控通過接收機接收遙控器發送的遙控信號（地面站控制時：地面站通過云航燈或電臺發送給飛控的自主飛行指令），經過飛控程序處理后，通過電調來控制各個電機的轉速，從而達到控制飛行器動作的目的。
作用：如果沒有飛控板，四軸飛行器就會因為安裝、外界干擾、零件之間的不一致型等原因形成飛行力量不平衡，后果就是左右、上下的胡亂翻滾，根本無法飛行，飛控板的作用就是通過飛控板上的陀螺儀，對四軸飛行狀態進行快速調整，如發現右邊力量大，向左傾斜，那么就減弱右邊電流輸出，電機變慢，升力變小，自然就不再向左傾斜。飛控有X模式和+模式的。X模式要難飛一點，但動作更靈活。+模式要好飛一點，動作靈活差一點，所以適合初學者。特別注意，x模式和+模式的飛控安裝是不同的如果飛控板安裝錯誤，會劇烈的晃動，根本無法飛。
大致一看四軸十字和四軸×字沒多大差別，M1，M3都是逆時針，M2，M4都是順時針，它倆真正的區別在于，做動作時電機的運動情況。
四軸×字
前進時，M3，M4速度同時增加，M1，M2速度同時減小。
左移時，M1，M4速度同時增加，M2，M3速度同時減小。
左旋時，M2，M4速度同時增加，M1，M3速度同時減小。
四軸十字
前進時，M3速度增加，M1速度減小。
左移時，M4速度增加，M2速度減小。
左旋時，M2，M4速度同時增加，M1，M3速度同時減小。
M指的是電機位置
有此可看出做動作時四軸×字始終有兩兩電機參與速度調整，一般建議四軸采用×字（博創，嘉創飛機均是×型），對控制動作來說能更好一些。
以嘉創無人機的飛控為例（如左圖），嘉創所使用的是雷迅V5 NANO 飛控（https://docs.px4.io/master/zh/assembly/quick_start_cuav_v5_nano.html）
飛控的具體接線圖如下
| 主要接口 | 功能 |
| 電源 | 連接電源模塊；提供能量、模擬電壓和電流測量。 |
| PM2 | 不要與 PX4 一起使用 |
| TF CARD | 用于日志存儲的SD卡（隨卡提供） |
| M1~M8 | PWM 輸出接口。 可以使用它控制電機或舵機。 |
| A1~A3 | 捕獲引腳（目前 PX4 上不支持） |
| nARMED | 表示 FMU 處于待命狀態。 低電平時表示激活（待命時是低電平）。 |
| DSU7 | 用于 FMU 調試，讀取調試信息。 |
| I2C2/I2C3/I2C4 | 連接I2C總線設備；比如外部的羅盤。 |
| CAN1/CAN2 | 用于連接 UAVCAN 設備，比如 CAN GPS。 |
| TYPE-C(USB) | 連接到計算機，以便在飛控和計算機之間進行通信，例如加載固件。 |
| GPS&SAFETY | 連接到 Neo GPS，其中包括GPS、安全開關、蜂鳴器接口。 |
| TELEM1/TELEM2 | 連接到數傳電臺 |
| DSM/SBUS/RSSI | 包含DSM、SBUS、RSSI信號輸入接口；DSM接口可以連接DSM衛星接收機，SBUS接口可以連接SBUS總線的遙控器接收機，RSSI連接RSSI信號強度回傳模塊。 |
2 主板
主板也就是智能無人機的大腦，目前倆款無人機都是用的JETSON NANO，但是兩塊板子的版本不一樣，嘉創的nano版本更新一點，主板和飛控連接，更有很多創口和T265 激光雷達等相連接。
主板上要和顯示屏使用從而了解主板的運行情況，主板和顯示屏之間有一根連接線，鼠標和鍵盤連接在主板的窗口上，對于主板上系統程序的安裝，詳情請看代碼和軟件部分。
以嘉創飛機的主板為例 NVIDIA Jetson Xavier NX （https://www.nvidia.cn/autonomous-machines/embedded-systems/jetson-xavier-nx/）
它包括一個功能強大的緊湊型Jetson Xavier NX模塊，用于AI邊緣設備。具有精確的多模式AI推理功能，可以開發和測試高能效，XAVIER?般的性能，NANO?般的大小。Jetson Xavier NX?尺寸為?70?毫米?x 45?毫米，
左圖為模組
| 模組技術規格 | |
| AI性能 | 21 TOPS |
| GPU | 384-core NVIDIA Volta??GPU 和 48 Tensor Cores |
| CPU | 6-core NVIDIA Carmel ARM?v8.2 64-bit CPU |
| 內存 | 8 GB 128-bit LPDDR4x |
| 存儲 | 16 GB eMMC 5.1 |
| 功耗 | 10 W|15 W|20 W |
| PCIe | 1 x1 (PCIe Gen3) + 1 x4 (PCIe Gen4), total 144 GT/s* |
| CSI攝像頭 | 最多6個攝像頭（通過虛擬通道可以最多支持24個） |
| 視頻編碼 | 2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.265) |
| 視頻解碼 | 2x 8K30 | 6x 4K60 | 12x 4K30 | 22x 1080p60 | 44x 1080p30 (H.265) |
| 顯示 | 2 multi-mode DP 1.4/eDP 1.4/HDMI 2.0 |
| 深度學習加速器 | 2個 NVDLA 引擎 |
| 視覺加速器 | 7路 VLIW 視覺處理器 |
| 網絡 | 10/100/1000 BASE-T Ethernet |
| 結構尺寸 | 69.6 mm x 45 mm |
左圖為我們現在飛機上的
| 開發者套件技術規格 | |
| GPU | NVIDIA Volta??架構 |
| CPU | 6-core NVIDIA Carmel ARM?v8.2 64-bit CPU |
| 深度學習加速器 | 2個 NVDLA 引擎 |
| 視覺加速器 | 7路VLIW視覺處理器 |
| 記憶 | 8 GB 128-bit LPDDR4x 59.7GB/s |
| 內存 | microSD（不含記憶卡） |
| 視頻編碼 | 2x 4K60 | 4x 4K30 | 10x 1080p60 | 22x 1080p30 (H.265) |
| 視頻解碼 | 2x 8K30 | 6x 4K60 | 12x 4K30 | 22x 1080p60 | 44x 1080p30 (H.265) |
| 攝像頭 | 2個 MIPI CSI-2 D-PHY lanes |
| 連接 | Gigabit以太網, M.2 Key E (WiFi/BT included), M.2 Key M (NVMe) |
| 顯示 | HDMI 和 DP |
| USB | 4x USB 3.1, USB 2.0 Micro-B |
| 其他 | GPIOs, I2C, I2S, SPI, UART |
| 結構尺寸 | 103 mm x 90.5 mm x 34 mm |
具體接線如圖。
三 執行系統
1電機
電機分為有刷電機和無刷電機，無刷是四軸的主流，力氣大，耐用。
1.1型號：電機的尺寸，例：2212電機，2018電機
不管什么牌子的電機，具體都要對應4位這類數字，其中前面2位是電機轉子的直徑，后面2位是電機轉子的高度。
簡單來說，前面2位越大，電機越肥，后面2位越大，電機越高。 又高又大的電機，功率就更大，適合做大四軸。 通常2212電機是最常見的配置了。
1.2轉速
每個無刷電機都會標準多少kv值，這個kv是外加1v電壓對應的每分鐘空轉轉速，例如：1000kv電機，外加1v電壓，電機空轉時每分鐘轉1000轉，外加2v電壓，電機空轉就2000轉了。
同電機類似，槳也有啥1045,7040這些4位數字，前面2位代表槳的直徑（單位：英寸 1英寸=254毫米）后面2位是槳的角度。
2.電子調速器（簡稱電調）
作用：
電調的作用就是將飛控板的控制信號，轉變為電流的大小，以控制電機的轉速。
因為電機的電流是很大的，通常每個電機正常工作時，平均有3a左右的電流，如果沒有電調的存在，飛控板根本無法承受這樣大的電流（另外也沒驅動無刷電機的功能）。
同時電調在四軸當中還充當了電壓變化器的作用，將11.1v的電壓變為5v為飛控板和遙控器供電。
規格:
電調都會標上多少A，如20a，40a 這個數字就是電調能夠提供的電流。大電流的電調可以兼容用在小電流的地方。小電流電調不能超標使用。
四軸專用電調？
因為四軸飛行要求，電調快速響應，而電調有快速響應和慢速響應的區別，所以四軸需要快速響應的電調。
其實大多數常見電調是可以編程的，能通過編程來設置響應速度。所以其實并沒有什么專用一說。
3.螺旋槳
螺旋槳， 將電機轉動功率轉化為推進力或升力。螺旋槳高速轉動時，由于槳葉特殊的機構，會在槳上下面形成一個壓力差，產生一個向上的拉力，螺旋槳有兩個重要的參數，槳直徑和槳螺距，單位均為英寸。比如8060槳，代表槳直徑是8英寸。即8*2.54＝20.32cm。螺距則為6英寸。槳分正槳和逆槳，安裝時正槳安裝在順時針旋轉的電機上，逆槳安裝在逆時針旋轉的電機上。怎么區分正逆槳吶？(博創，嘉創公司的電機和槳葉均表明了方向）具體方法很多，這里簡單說個方法，槳正確安裝在電機上，順時針旋轉槳葉，產生向下風力的是正槳，逆時針旋轉槳葉，產生向下風力的是反槳， 四軸飛行為了抵消螺旋槳的自旋，相隔的槳旋轉方向是不一樣的，所以需要正逆槳。安裝的時候，一定記得無論正逆槳，有字的一面是向上的（槳葉圓潤的一面要和電機旋轉方向一致）。
四 感知系統
1 GPS
通常意義上講GPS，其實應該是指Global Navigation Satellite System全球導航衛星系統，即GNSS。主要是用來定位的系統。
這是由無人機的操作要求和任務要求決定的。有了GPS后，無人機能夠懸停飛行（定點），飛手操作的復雜性大大降低，同時，為了能夠執行一些航跡飛行任務，定位信息也是必要的。
簡單來說，如果只是姿態自穩的飛行，可以沒有GPS，但是隨著要求的提高，GPS對飛控、對無人機都是必要的部件。
目前我們所使用的智能無人機還用不到定位功能，更多的是利用飛控上的安全開關，來觀察無人機目前所處的狀態，是否處于能夠飛行的狀態，是否有問題，以嘉創的無人機為例，飛行前需要先對安全開關進行解鎖，才能進行飛行。
2 T265--大魚的眼睛
2.1 參數
（1）、T265采用了Movidius Myriad 2視覺處理單元（VPU），V-SLAM算法都直接在VPU上運行 可直接輸出6DOF相機位姿
（2)、T265使用了雙目魚眼相機 分辨率848X800分辨率 30HZ 單色圖像 視場角 163° Fov(±5°)
(3)、IMU型號為 BM1055
(4)、相機與IMU的參數都保存在了傳感器中，可通過示例demo直接讀取出相機的內參和相機與IMU之間的外參
(5)、相機外形尺寸 108 x 24.5 x 12.5 mm
T265左右目看到的圖像
關于，T265 數據讀取?環境安裝?讀取T265內外參數信息?使用ROS包讀取T265數據?使用Opencv庫讀取T265等問題詳情可以看無人機軟件部分和代碼部分。
2.2 T265的固定
T265對穩定性要求比較高，目前我們固定T265有兩種機型的方法一種是博創公司固定T265是用減震球，嘉創固定265是用泡棉膠，減震效果各有優劣，博創更佳，嘉創可替換性高。
博創的減震圖
2.3 T265的注意事項
(1) 接線藍線一端與T265連，另一端與主板連。
(2) T265是靠特征點識別，在啟動T265之后要將T265抬起，左右上下前后調整，使其獲得足夠多的特征點，最好在正對T265前面放上靜止的特征識別板。
(3) T265對光線要求嚴格，在飛行過程前對光線進行選擇，過亮或者過暗都會對T265的距離判斷產生影響，容易導致飛機失控。
3激光雷達
目前這兩款飛機都是這種激光雷達，激光雷達在無人機上的應用，更多的是和避障代碼結合，從而實現無人機的避障。
激光雷達的測試請看代碼部分。
3.1原理
3.2激光三角測距原理
０１是激光發射器，射出去的激光由紅色虛線表示，Ａ，Ｂ，Ｃ是三個反射點。０２是攝像頭光心軸，綠色三角形代表用來捕捉反射光斑的相機模型。這張圖畫的是經典小孔模型。 Ａ，Ｂ，Ｃ的成像點分別是Ａ‘，Ｂ’，Ｃ‘. 由于激光發射器和相機安裝的相對位置是已知的， 也就是說相機的光心軸和激光（線）的角度已知（本圖畫的是９０度），線段０１０２長度已知，角０１０２Ａ也已知（通過成像點在像平面的位置可以知道），于是問題變成了一個“角邊角問題”，上過初中的同學都應該知道，已知“角邊角”，三角形有唯一解，于是０１A的長度是可以算出來的。同理， Ｂ，C 兩點距離０１的距離也是可解的。
五 電力系統
1 電池
無人機上用的電池一般是高倍率鋰聚合物電池。同樣電池容量鋰電最輕，起飛效率最高。
1.1電池容量
1000mah電池，如果以1000ma放電，可持續放電1小時。如果以500mh放電，可以持續放電2小時。（基地目前有4s5300 3300 一大一小兩款電池）。
1.2電池片數
鋰電池1節額定電壓3.7V，充滿電壓4.2v（4.35V高壓版電池）。2s電池（嘉創飛機電池為2s，遙控器上有保護電壓，低于保護電壓，遙控器不能啟用，代表有2個3.7v電池在里面，電壓為7.4v。例：20000mAh 6s 25c就是6片20000mAh的電池串聯。
1.3放電能力
這是普通鋰電池和動力鋰電池最重要區別，動力鋰電池需要很大電流放電，這個放電能力就是C來表示的。如1000mah電池 標準為5c，那么用5x1000mah，得出電池可以以5000mh的電流強度放電。例：20000mAh 25C，那么它的最大放電電流就是20*25=500A。
2 充電器
2.1 充電能力
同上面的c一樣，只是將放電變成了充電，如1000mah電池，2c快充，就代表可以用2000ma的電流來充電。不要圖快，冒然用大電流，超過規定參數充電，電池很容易損壞。
2.2平衡充電？
如3s電池，內部是3個鋰電池，因為制造工藝原因，沒辦法保證每個電池完全一致，充電放電特性都有差異，電池串聯的情況下，就容易照常某些放電過度或充電過度，充電不飽滿等，所以解決辦法是分別對內部單節電池充電。動力鋰電都有2組線，1組是輸出線（2根），1組是單節鋰電引出線（與s數有關），充電時按說明書，都插入充電器內，就可以進行平衡充電了。
2.3注意
電機與螺旋槳的搭配
螺旋槳越大，升力就越大，但對應需要更大的力量來驅動；
螺旋槳轉速越高，升力越大；
電機的kv越小，轉動力量就越大；
綜上所述，大螺旋槳就需要用低kv電機，小螺旋槳就需要高kv電機（因為需要用轉速來彌補升力不足）
如果高kv帶大槳，力量不夠，那么就很困難，實際還是低俗運轉，電機和電調很容易燒掉。
如果低kv帶小槳，完全沒有問題，但升力不夠，可能造成無法起飛。
例：常用1000kv電機，配10寸左右的槳。
2.4 配電池
這與選擇的電機、螺旋槳，想要的飛行時間相關。
容量越大，c越高，s越多，電池越重；
基本原理是用大槳，因為整體搭配下來功率高，自身升力大，為了保證可玩時間，可選高容量，高c，3s以上電池。最低建議1500mah，20c，3s。
小四軸，因為自身升力有限，整體功率也不高，就可以考慮小容量，小c，3s以下電池。
選擇電池是要注意，電池的最大放電電流要大于各個電機的總電流，電池的選擇決定飛行的時間的多少。
如果用低c的電池，大電流放電，電池會迅速損壞，甚至自燃。
六 控制交互系統
1 基站（https://qgc-docs.drjlab.com/master/en/FlyView/FlyView.html）
當前我們使用的基站多為QGC地面站詳情請看軟件一欄
2接收器（與飛控相連 遙控器）
2.1通道
通道就是可以遙控器控制的動作路數，比如遙控器只能控制四軸上下飛，那么就是1個通道。但四軸在控制過程中需要控制的動作路數有：上下、左右、前后、旋轉所以最低得4通道遙控器。如果想以后玩航拍這些就需要更多通道的遙控器了。
2.2日本手、美國手
遙控器上油門的位置在右邊是日本手、在左邊是美國手，所謂遙控器油門，在四軸飛行器當中控制供電電流大小，電流大，電動機轉得快，飛得高、力量大。反之同理。判斷遙控器的油門很簡單，遙控器2個搖桿當中，上下板動后不自動回到中間的那個就是油門搖桿。
2.3機架
機架的軸長短有沒有規定？（要符合比賽要求，比賽前會進行測量，軸間距指的是對角兩個電機的距離）
理論上講，只要4個螺旋槳不打架就可以了，但要考慮到，螺旋槳之間因為旋轉產生的亂流互相影響，建議還是不要太近，否則影響效率。 這也是為什么四軸用2葉螺旋槳比用3葉螺旋槳多的原因之一（3葉的還有個缺點，平衡不好做）
總結
以上是生活随笔為你收集整理的四旋翼无人机硬件，飞控，基站，NX的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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