逐步了解YS09自驾(Part1-硬件设备篇)

1、逐步了解 YS09自驾(Part1:硬件设备篇 零 度 智 控 (北 京 智 能 科 技 有 限 公 司 Zero UAV Science & Technology Co.,Ltd.2012 年 2 月编制目 录一 . 系统简介 41. 上传地面数据 42. 正常情况下的数据通信过程 43. 自驾的工作过程 44. 舵机控制的主要内容 41 飞行舵机执行增稳任务 52 云台舵机调整镜头视角 53 开伞舵机确保飞机的安全回收 5 5. YS09自驾的主要任务 5 二 . 系统特性 51. 集成高精度传感器 52. 可扩展使用更高性能器件(须额外定制 53. 可执行任务 51 飞行数据实时

2、监控和离线分析 52 三种工作模式 53 航线飞行功能 54 图像采集功能 65 舵机控制功能 6 4. 高度的系统可靠性 6三 . 设备清单 6四 . 适用机型 6五 . 适用遥控设备 7六 .YS09自驾 71. 核心板物理参数 72. 自驾盒物理参数 73. 其他相关设备的重量参数 84. 安装方式 81 正向安装 82 右向安装 83 重要信息 8 七 . 信号输入与信号输出 8 1. 传感器及指示扩展接口 91 GPS 天线口 92空速管口 103电源指示灯 104扩展接口 10 2.RC 接收机数据输入接口(线序从右到左 101信号线 112电源和地 113. 舵机输出与电源输入接

3、口(线序从右到左 11 1右边部分 11 舵机输出 12舵机电源 12 点火电压 13 2左边部分 13 照相机拍照口 13 转速检测 14 机载数传电台信号输入输出口 14 自驾供电口 14八 . 自驾相关配线 14九 . 供电关系 15十 . 典型实物连接图(用于电动飞机 161. 自驾电池(或称设备电池和舵机电池 162.RC 接收机 17 1 对于与之匹配的 RC 发射机, 有几个问题需要注意 17 需要使用几个通道 17 云台控制不需要额外通道 18 强制停转马达 18 使用旋钮来切换工作模式 18 取消 RC 发射机上的一切混控 182以 Futaba 发射机为例, RC 发射机设

4、置步骤如下 183. 数传电台 194. 电调和马达 195. 升降舵机、 副翼舵机和方向舵机 206. 开伞舵机 207. 云台舵机 211关于正射云台 222关于锁定云台 228. 照相机和带调焦功能的摄像头 229. 设备配线连接 221供电口 222 RC 接收机接口线 233飞行舵机接口线 23 传统布局 (副翼、 升降和方向 23 无副翼机型 23 飞翼布局 23 V 尾布局 23 关于舵机混控 23 4其他接线 24 10. 其他设备 241 GPS 242空速管 243转速传感器 244强制熄火开关 25 11. 开箱测试 25 1准备好设备 252地面部分 25 USB-RS

5、232转换头 26a 驱动安装 26b 改串口号 26c 设置波特率 27 地面数传电台的供电 27 3机载部分 28 自驾的供电 28 机载数传电台的供电 28 RC 接收机的供电 29a 验证 RC 接收机的供电关系 29b 给 RC 接收机上电,并改变 GCS 的相关数据显示 29 舵机的供电 29 舵机的混控关系 30 4航线规划的简单测试 30 十一 . 雨燕 III 无人机系统 301. 主要用途 302. 主要性能指标 313. 设备安装图解 321机体安装 322折叠降落伞 333把降落伞放到机体底部的靠机尾的伞舱中 334顶部舱室 34 4. 地面调试流程 361打开数据连接

6、 372传感器检测 373舵面反向设置 374关键舵位捕获(手动模式下 375常用参数设置 376语音播报设置 385. 起飞调试 386. 正式飞行(包括起飞和回收 381橡皮筋弹射起飞 382伞降 39YS09无人机自动驾驶仪(简称自驾,下同系统是一个高性能和微型化的 无人机飞行控制系统, 可以装载于不同飞行平台, 广泛应用于科研实验、 战术侦 察、应急救灾、海事侦察、森林防火、影像航拍、人工增雨、农业勘察以及管道 巡检等领域。图 1-1 YS09自驾系统典型应用如图 1-1所示,YS09自驾系统的典型应用为:地面数据 (控制命令和参数信息 通过两条数据链路上传到机载自驾上, 其 中一条为

7、单向链路 (RC发射机->RC接收机->自驾 , 另一条为双向链路 (便携式 电脑<->USB转 RS232数据线<->地面数传电台<->机载数传电台 ;飞行数据(工作状态信息和命令反馈信息通过双向数据链路下传回地面, 经过操作人员监控分析后, 形成新的地面数据, 再次通过两条数据链路上传到机 载自驾;自驾根据地面数据和自身测量数据(来自陀螺、加速度计、空速计、气压高 度计以及 GPS 等传感器 ,对各种舵机(如飞行舵机、云台舵机和开伞舵机和 任务设备(如照相机发出任务指令,使其完成相应任务操作(压线飞行、锁定 目标点、开伞降落、拍照等 ;舵机控

8、制是自驾控制的基本内容,主要包括:1飞行舵机执行增稳任务飞行舵机(电动飞机或油动飞机的副翼、升降舵、方向舵,以及油动飞机的 油门舵控制,使飞机按预设航线平稳飞行,2云台舵机调整镜头视角云台舵机 (垂直方向和水平方向 控制, 使附着在云台上的图像采集设备 (照 相机或摄像头能从合适的观察角度采集到有用的图像信息,3开伞舵机确保飞机的安全回收开伞舵机控制,使飞机能在紧急状况下或任务完成后安全回收;1集成 4Hz 更新率 GPS;2集成数字式空速及气压高度传感器,0.1mba 高精度;3集成低成本低重量 IMU,通过带 GPS 修正的 Kalman 滤波算法,计算最贴 近真实情况的飞机姿态, 动态精

9、度±2º, 能有效地消除瞬时加速度以及陀螺漂移 对姿态计算的不良影响。2.可扩展使用更高性能器件(须额外定制1定位系统可扩展差分 GPS,实现精准航线控制与自动滑降;2可外接高精度惯性导航组件,各类 AHRS、垂直陀螺,并可外接涡喷马达 电子控制单元(ECU ;3可扩展北斗、GLONASS 组合导航;4高度测量可扩展无线电高度计;1飞行数据实时监控和离线分析实时显示 3轴加速度值、气压高度、空速、GPS 经纬度等传感器信息; 720V 宽电压输入,12位 A/D采集电压监控;飞行操控手的所有操作动作均有数字记录,可离线回放分析操控过程; 2三种工作模式手动:全手动控制,自驾

10、内部自带混控处理,无需外接任何混控器; 半自动:自驾自动控制增稳和油门, 用户手动控制航向, 可用于 FPV 娱乐; 全自动:全自主航线飞行,进行拍照、录像等图像采集任务;3航线飞行功能实时修改、上传航线,实时调整飞行控制参数(包括飞行高度 ;多种 PID 组合控制算法,最多 2561024个任务航点(因自驾版本而异 ; 点哪飞哪、就地盘旋;全自主弹射起飞、全自主手掷起飞、全自主巡航飞行、全自主“一键式” 回收;4图像采集功能可控制机载伺服云台转动,CCD 变焦,使用特殊算法可控制云台锁定地面 固定目标;等距离、 定点曝光相机拍照控制, 并在自驾上保存拍照时的飞机 POS 参数; 5舵机控制功

11、能9通道舵机输出,支持定时、定距控制拍照任务舵机动作,支持开伞、切 伞、开舱、抛撒等舵机动作;支持完全副翼转弯、压坡度横滚转弯,支持常规、V 尾、H 尾、三角翼等 各种布局;1用户可设置的安全保护功能:电压监控、马达转速监控,马达灭车、紧 急开伞等;2 支持实验室半实物仿真(需连通 GCS 与自驾的数据通信, 某些版本不提供 此功能,模拟飞行功能,足不出户预先判断飞行效果;3已取得严格的体系认证:自驾系统搭载在系留平台高空悬浮 7天考核, 经过军品装备验收程序严格考核,高低温、振动、冲击、电磁兼容等各项指标符 合国军标。1.YS09自驾一套;2.减震架 1个(2012年的版本改为内减震 ;3.

12、 GPS天线 1 套;4.飞控连接配线 1套;5.地面站 1套,包含:1选配的国产 433M 电台一对,2选配的 7db 全向吸盘天线 1根,3选配的 0db 小天线 1根,4选配的 12V 的 DC 电源适配器一个(为地面端电台供电 ,5YS09地面站软件及使用说明光盘 1张;6.转速传感器一个(注:仅限油动版自驾 。PS:以上为标配(选配组件,分为电动版和油动版,购买时请申明需求类 型。 其中选配的电台为 RS-232接口, 如需其他接口的电台, 请购买时特别申明。1.传统布局固定翼飞机(带副翼、升降舵和方向舵 ;2.飞翼布局(升降副翼混控带方向舵的飞机;3.飞翼布局(升降副翼混控无方向舵

13、飞机;4.无副翼飞机(包含传统布局但把副翼闲置不用的情况 ;5.带副翼 V 尾(升降方向混控飞机;6.无副翼 V 尾(升降方向混控飞机;典型例子为 FUTBA 的 72M 系列与 2.4G 系列, 通道要求 8通道以上 (含 8通 道 。也可以使用其他采用 hitec 体制的 1.5 ms舵机中立位置标准的遥控设备。自驾是整个无人机系统的核心设备。自驾内嵌(三轴陀螺、 (三轴加速 度计、气压高度计和气压空速计等传感器,外接 GPS ,是一种“ All in One”的 一体化飞行控制设备。自驾是高精密设备, 用户不得擅自拆开飞控盒取出自驾裸板。 因为盒子里 有些接线, 拆开后非专业人员是很难将

14、其恢复原状的。 对于因擅自拆开外壳而引 发的使用问题,用户必须承当相关责任(如支付相当数额的维修费用等 。 图 6-1 YS09自驾裸板(左和自驾盒(右尺寸:92.0mm×50.0mm;重量:43g;存储温度:-40 +65;工作温度:-20 +55。尺寸:107mm×70mm×40mm ;重量(不包配线 :300g;重量(包配线 :392g。数传电台(433M :94g;GPS 天线:62g;相关配线:92g(根据实际情况会给出不同类型的配线 。图 6-2 YS09自驾盒配线(带标签 、GPS 与数传电台一共有两种安装方式。自驾盒上暂未加上用于标明方向的箭头标志

15、。 1正向安装自驾盒接口面板 (数据线出来的那面 对着机尾方向, 相反方向为机头方向。 2右向安装自驾盒接口面板 (数据线出来的那面 朝左机翼方向, 相反方向为右机翼方 向。3重要信息自驾尽量与机身齐平。 即使没装水平也不要紧, 自驾上可以设置补偿角度。 在本技术详解文档中,所有涉及飞机“前后左右”的方向性术语,均是站 在机尾之后朝着机头来分辨的。 此时, 与左手同侧的机翼为左机翼, 与右手同侧 的机翼为右机翼。此外, 飞机机舱内要尽量保证气压稳定, 避免螺旋桨气流直接吹入飞控舱 中,否则由于机舱内静态气压不稳定,将会导致气压高度计跳动和空速计跳动。 图 7-1 自驾盒面板接口自驾盒的接线面板

16、上, 从上到下有三排接口。 第一排为传感器及指示扩展接 口,第二排为 RC 接收机数据输入接口,第三排为舵机输出与电源输入接口。 图 7-1-1 GPS天线口(左 、自驾电源指示灯(中和空速管口(右一、二1 GPS 天线口SMA 接口,外接 GPS 天线。GPS 天线外壳的上表面须朝上向天。 GPS 天线应远离其他发射天线(如图 传发射机天线,数传电台天线等 ,建议与这些发射天线保持在 20cm 以上的距 离。 GPS 天线上方不应有金属覆盖物 (会屏蔽信号 。 天线与自驾接口应当拧紧。 图 7-1-2 GPS天线(左和空速胶管(右2空速管口该接口用于连接孔径为 46mm的空速管。空速测量数据

17、的精确度直接影响 到自驾的控制精度和飞机的飞行安全, 必须严格按照相关要求安装和检查空速管 系统。3电源指示灯自驾正常上电后,电源指示灯 常亮 ,为红色显示。4扩展接口自驾盒面板上有(或预留一个航空插头扩展口。 图 7-1-3 航空插头预留口2. RC 接收机数据输入接口(线序从右到左 自驾盒面板第二排接口:从右到左 ,分别是(每列只接 1芯线 : 图 7-2-1 RC接收机数据线(左和自驾的 RC 接收机接口(右1信号线第 18列:连接 RC 接收机的八个通道,即:CH1->CH2->CH3->CH4->CH5->CH6->CH7->CH8, 右起

18、第 1列为 CH1, 右 起 第 2列为 CH2,以此类推。注意, 18列全是 绿色信号线 (1芯 。自驾中定义:CH1=AIL(副翼 , CH2=ELE(升降舵 , CH3=THR(油门 , CH4=RUD(方向舵 , CH5为自驾工作模式切换开关, CH6为保留, CH7为开 关伞切换开关, CH8为任务通道。与 RC 接收机连接时必须遵从这个定义。 2电源和地第 9列:+5V供电口(1芯 。从自驾 输出 +5V电压,供给 RC 接收机的电 源输入口。第 10列:地(1芯 ,与 +5V电源线一起连到 RC 接收机。RC 接收机从自驾+5V电源口取电,无需再外接电源,以免烧坏设备。3.舵机输

19、出与电源输入接口(线序从右到左 舵机输出与电源输入口分为两块:左边部分和右边部分。 图 7-3-1 舵机输出与电源输入口具体定义1右边部分这部分接口分为 10列, 从右到左 分别是(一般每列三芯 : 图 7-3-2 舵机输出与电源输入接口右边部分(110列舵机输出第 18列, 从右到左(3芯,包括信号 -a 芯、电源 -b 芯和地 -c 芯 :第 1列:AIL ,即副翼舵机输出。第 2列:ELE ,即升降舵机输出。第 3列:THR ,即油门输出,到电调或油门舵机。第 4列:RUD ,即方向舵机输出。第 5列:Gimbal Pan,即云台横滚舵机(水平方向输出。第 6列:Gimabl Tilt,

20、即云台俯仰舵机(垂直方向输出。第 7列:Parachute ,即开伞。连接到开伞舵机。第 8列:Mission ,即任务。这个接口主要有三个用途(但不能同时执行 , 第一种用途是, 如果摄像头有调焦功能, 就把这个任务输出口接到摄像头的调焦 口上,然后通过 GCS 来实时调焦;第二种用途(极少用到是,如果某些油动 飞机无法正常熄火,就需要外接一个继电器来强制熄火, GCS 熄火控制信号从 此发出;第三种用途(极少用到 ,如果飞机有襟翼,可以另外改写自驾控制程 序,使用任务通道来控制襟翼。舵机电源第 9列:Servo Power,即舵机电源。标配线为 两芯连接头(电源和地 。可 以将舵机电池通过

21、一个开关接到这里。舵机一般 4.8V7.2V(标准数值为 6V 供电。 注意到, 自驾的舵机数据输出口的供电管脚与自驾自身的供电管脚是隔离 开的,只是为了方便连接才做到同一个面板上。分别使用两块电池, 一块给自驾供电, 另一块给舵机供电, 不会造成重复 供电。自驾的舵机电源输入口与各舵机输出口共电共地 (即第 18列的 b 芯已经在自驾内部与第 9列的 b 芯连通,且第 18列的 c 芯也已经在自驾内部与第 9列的 c 芯连通 。也就是说, 即使没给舵机电源输入口供电, 但给任何一个舵机输出口 (如油 门供了电,其他舵机照样能通过三芯数据线,从自驾取电。点火电压第 10列:油动飞机的点火电压。

22、这个口也只有 两芯 (电源和地这个接口给油动飞机使用。 用户可将点火电池通过一个开关并联到这个插头 上。 这个口只用于数据采集, 加在上面的电压不会对自驾及连到自驾上的设备造 成影响。2左边部分这部分有四列,从 右到左 分别是(一般每列 3芯 : 图 7-3-3 舵机输出接口左边部分(1114列照相机拍照口第 11列是照相机拍照口,与照相机的快门相连接, 只接信号和地 (线有方 向性,注意不要接反 。每次输出一对高低电平,触发快门的“按下和放下”两 个动作, 使照相机拍下一张照片。 如果照相机自带快门控制输入口和相应控制线, 那么, 可以不用自己再做线, 而直接把自驾的照相机拍照输出口与该控制

23、线相连 接。 但如果照相机没有自带的快门控制输入口和相应控制线, 就需要把照相机的 外壳拆开,从里边引出快门线。照相机快门不用从外部取电。所以自驾的照相输出线只有两芯(信号和 地 。 图 7-3-4 照相机快门引出线(自制或原装转速检测第 12列为油动飞机转速监测口。与马达的霍尔传感器连接,但 只接信号和 地 。霍尔传感器的功能是:点火电池接通后,信号线上会输出高电平,当转过磁 块时会产生一个低脉冲。这样,马达每转一圈,就能使计数器加一,从而测定马 达的转速。转速数据显示在 GCS 仪表栏的 RPM 仪表上,以及数据区的飞行数据中。机载数传电台信号输入输出口第 13列:连接地面数传电台,中间为

24、地,上芯为信号输出(TX ,下芯为 信号输入(RX 。使用厂家选配的电台数据线从设备电池中取电(即与自驾共用 一个电源 。选配电台为 RS232接口。也可以是 TTL 接口,但需在购买时申明。自驾供电口第 14列为 +12V的自驾供电口, 可将设备电池 (或称自驾电池 通过一个开 关接到这里。注意到,这个口只有两芯:电源和地。在本自驾系统中比较重要的配线(假设选配了 RS232接口的数传电台有:设备电池 (或称自驾电池 电源线、 舵机电池电源线、 机载数传电台电源线、 RC 接收机数据线、各舵机的数据线、地面数传电台数据线以及 USB 转 RS232串口转换头。 图 8-1 舵机电源线(左与机

25、载电台数据线(右标配的配线中,机载电台的电源线、机载电台数据线和设备电池电源线做在 一起。即,机载电台的数据线和电源线分开,其中电源线连到设备电池(12V , 与自驾共用一个电源。 见图 8-1右半部分, 从机载数传电台的 RS232连接头分了 两种线出来:一种 三芯线 直连自驾的舵机输出口第 13列(见图 7-3-3 ,注意到, 机载数传电台三芯接口,从上到下分别是:电台信号出(TX ,地和电台信号入 (RX ;另一种 两芯线 (电源和地连到设备电池(12V 的引出线上。从这根 引出线上, 分了一根 两芯线 (电源和地 给机载电台供电, 还分了一根 两芯线 (电 源和地到自驾的电源输入口,即

26、舵机输出口的第 14列(见图 7-3-3 。见图 8-1左半部分,对于油动飞机,可以直接把舵机电池(6V 接到自驾舵机数据输出口第 9列(见图 7-3-2 ,然后各舵机再从自驾取电。对电动飞机,也 可以先使用舵机电池给电调供电, 再从电调取电 (直接把三芯数据线接到自驾面 板的油门输出口 供给连到自驾接口面板的所有舵机。 标配的舵机数据线都是三 芯的,包含:信号、电源和地。具体定义参见图 7-3-1中的相关内容。 图 8-2 RC接收机数据线(左和地面电台数据线(右见图 8-2右半部分,从地面电台的 RS232连接头分出两种线,一种 三芯线 (TX 、 RX 和地连到 USB-RS232串口连

27、接头,另一种 两芯线 (电源和地连 到地面电台电池(12V 的引出线。注意到,地面电台不能从电脑取电。地面电 台如果从电脑中取电, 有两大缺点:一是缩短了电脑的工作时间 (一般外场都用 电脑电池供电 ,二是容易使地面电台供电不足,影响电台信号的正常传输,造 成信号衰弱甚至信号丢失的现象。 RC 接收机不用独立供电,而直接从自驾的 +5V电源输出口取电。所有舵机可以通过三芯数据线从自驾取电。照相机快门无须从自驾取电(即只能接信号线和地线到自驾 。特殊情况下,用户如果要自己做线,请务必遵从这里的供电关系要求。有些内容已经重复讲解多次,但因为它们实在太重要了,所以这里还要重复 叙述。为了避免出错,请

28、反复阅读上下文的相关内容,再三确认无误后,才去连 接设备。YS09自驾的供电电压是 720V。 推荐客户使用 3S 锂电池 (标准电压 11.1V , 2200mA 以上 。舵机需要外接电源,供电电压 4.87.2V(标准电压是 6V 。地 面电台不得从电脑取电,而使用独立电池供电。自驾在正常工作期间,若发生瞬间断电、瞬间电压过低现象,系统将会重新 启动,这必将导致灾难性的飞行事故。因此,必须绝对保证电池性能良好,电源 系统的安装和连接绝对可靠。安装时应遵循以下要求:1 自驾尽量使用独立的电源系统, 各舵机尽量不要与自驾共用同一个电源。2电池放电特性必须稳定,安装时容量必须足以保证飞行时间需求

29、。3电池单元间的焊接必须牢固、可靠、绝缘良好。4电池组的封装必须符合要求,安装必须减振防护。5机身电源开关必须防振安装、防水处理。6电源和电气系统的所有连接必须牢靠,所有接头必须防振处理。7 RC 接收机由自驾供电, 严禁单独通过电池给接收机供电, 否则将损坏自 驾。十.典型实物连接图(用于电动飞机自驾一般放在机头的舱室里。YS09自驾有两种安装方式:正装和侧装。 正装时,接线口朝着机尾,侧装时,接线口朝着左机翼。 如果空间够大,一 般建议侧装。暂时还没在外壳上加上箭头指示安装方向。在 GCS 的“参数设置”对话框(菜单栏->工具->PIS参数普通调整中, 有 “自驾安装方式” 的

30、选项, 连通数传电台后, 必须进入该对话框进行相应设置, 是正装,就选上“正装” ,是侧装,就选上“侧装” 。类似选项还有舵机安装方式 (即飞机布局 、云台类型(正射或锁定等。图 10-1机载设备的典型实物图如图,与自驾连接的设备有:1.自驾电池(或称设备电池和舵机电池自驾电池电压 720V,可由三节锂电池串联供电,建议电压为 12V 。接到自 驾的 +12V电源口上。舵机则为 6V (4.8V7.2V供电。 舵机一般有两种供电方 式, 对油动飞机, 把舵机电池接到自驾的舵机电源输入口, 各舵机再从自驾单独 取电; 对电动飞机, 把自驾的舵机电源输入口悬空不用, 而把舵机电池给电调供 电,再通

31、过电调来给其他舵机供电。在本自驾系统中,自驾和舵机通常分开供电,以保证有足够的电力来维持设备的正常工作。当然,作为特例,也可以把电池并联起来,给所有设备一起供 电, 但必须保证电池有足够的电力使得所有设备都能正常工作。 比如, 在零度自 制的雨燕 III 无人机系统中,就使用两个 4S(单个 5000mAh并联起来,给所有 设备供电(经 UBEC 得 6V 电,再给舵机供电 。2.RC 接收机 图 10-2 RC接收机和数传电台72M 或 2.4G 均可。可由自驾供电,而无需外接电源。失控保护设置(F/S中唯一要做的事情,就是把切换工作模式的通道设到 自动模式。例如, 接收机可选择 Futeb

32、a 的 72M 系列与 2.4G 系列, 通道要求 8通道以上 (含 8通道 。必须正确连接接收机,并且将接收机用海绵包裹减震安装。 正常情况下,自驾的 RC 接收机输入口定义如下:1对于与之匹配的 RC 发射机,有几个问题需要注意 :需要使用几个通道简单起见, 最好使用八通以上遥控设备 。 但也有例外 (如果您的遥控设备是 八通或八通以上,请跳过这部分内容 。例如,使用六通 RC 发射机:前四个通道用于副翼 (从 RC 接收机输出口 CH1接到自驾接收机输入口 CH1 、 升降(从 RC 接收机输出口 CH2接到自驾接收机输入口 CH2、方向(从 RC 接收机 输出口 CH4接到自驾接收机输

33、入口 CH4和油门(从 RC 接收机输出口 CH3接到自 驾接收机输入口 CH3。一个两段开关 (从 RC 接收机输出口 CH5接到自驾接收机输入口 CH7 用于开 关伞,一个三段开关(从 RC 接收机输出口 CH6接到自驾接收机输入口 CH5用于 切换工作模式:手动、 半自动和自动。 其中半自动模式并不重要, 可以省略不用,即可以只用一个两段开关来切换工作模式(自动和手动。在上述六通的基础上,有时候也可以省略一个通道,即只用五通 RC 发射机:对于无副翼机型(或是正常布局,但把副翼舵机闲置不用 ,可以省略副翼 通道 (即自驾的接收机输入口 CH1悬空不接 ; 对于飞翼布局不带方向舵的机型,

34、可以省略方向通道(即自驾的接收机输入口 CH4悬空不接 ;对于 V 尾不带副翼 的机型,可以省略副翼通道(即自驾的接收机输入口 CH1悬空不接 。在上述五通的基础上,有时候可以再省略一个通道,即只用四通 RC 发射机:如果飞机上不带降落伞,那么可以把开伞通道(即自驾的接收机输入口 CH7悬空不接 也省略了。 此时只需使用自驾四个接收机信号输入口:CH1、 CH2、 CH3和 CH5。以此类推。但要注意遵从自驾的接收机输入口各通道的固定定义。云台控制不需要额外通道进入设置状态(参见 GCS 部分 后,云台控制可以通过升降摇杆和副翼摇杆 来进行。强制停转马达对于某些油动飞机, 如果无法通过正常手段

35、使马达停转, 就需要外接一个继 电器来切断油门。此时可以通过 RC 接收机上的一个空闲通道来输出这个信号。 使用旋钮来切换工作模式如果开关通道不够用,那么,可以使用旋钮(即比例通道来切换工作模式 (开伞通道只能使用两段开关来切换, 而不能使用旋钮, 因为开伞通道并不直通, 详见下文相关内容 。以 FUTBA 发射机为例, 假设 CH5对应于三段开关, 那么它的脉宽设置应为: 10001299us为手动模式, 13001600us为半自动模式, 16012000us为自动模式。 如果 CH5上只使用两段开关,那么, 10001299us为手动模式, 16012000us为 自动模式, 13001

36、600us无效。一般 RC 发射机都是标准的 1.5ms 中立类型,把开关通道行程设为 “ -100+100” , 这样整个通道的脉宽就会落在 1000us2000us的范围。 其他情况, 请自行更改 RC 发射机设定。取消 RC 发射机上的一切混控在本自驾系统中,所有混控都在自驾中完成,必须在 RC 发射机中选择固定 翼模式(副翼、升降和方向 ,并取消所有通道上的一切混控。2以 Futaba 发射机为例,RC 发射机设置步骤如下:打开发射机, 选用一个出厂设置的模式或者恢复到出厂设置模式, 并设为 固定翼模式。取消发射机上所有反向设置, 舵机反向操作则由 GCS 设置 (参见下文相关 内容

37、。取消所有混控交联设置(包括舵面混控和通道混控 。舵面混控都由自驾 来设置和控制。注意到:YS09中没有提供通道混控的用户接口。所谓通道混控, 就是两个或以上通道联动。 如, 只动副翼摇杆, 结果方向舵面也随着副翼舵面动。设定 CH5为工作模式切换通道。设置 CH5失控保护 F/S:首先切换到自动模式,然后找到 F/S设置菜单,选择 CH5,行程设置为+92% (根据实际情况而定 。测试 F/S设置是否正确:关闭 RC 发射机,GCS 显示飞控 处于自动工作模式,说明设置成功。数传电台不是 YS09自驾内部的一个模块,用户应使用外置的通讯链路模块 来实现自动驾驶仪和地面控制软件间的通讯。 通讯

38、链路的选择基本上取决于用户 的具体应用,如果用户的飞行器只在半径 15公里的范围内作业,那么一套普通 的数传模块即可; 如果用户需要在 100公里外监视飞行器的飞行状态或控制飞行 器,那么就需要一套高级的扩频电台了。YS09自驾与通讯链路之间的异步串行接口是 RS-232,需要用户为通讯链路 提供单独的供电电源。YS09选配的电台供电电压是 12V,频率为 433M。但波特率只能是 38400。如果不是,必须更改为 38400。如果不能更改波特 率,就必须更换数传电台。一般需要一对数传电台协同工作 (双工或半双工 ,一个在飞机上,负责下传 飞行数据,一个在地面上,负责上传 GCS 数据。地面数

39、传电台的天线务必垂直 向上,并尽可能架高。对于地面数传,必须独立供电,而不能通过 USB-RS232数据线从电脑取电。 因为那样既增加了电脑的耗电量 (如果只使用电脑电池供电, 那么工作时间会短 很多 ,又限制了数传电台的工作性能(如果供电不足,可能会衰减信号,乃至 丢失信号 。对于机载数传, 天线容易干扰其他设备 (应远离 GPS 接收天线、 舵机数据线、 自驾盒以及 RC 接收机天线 , 也容易被其他设备干扰 (应远离图传发射机天线 。 具体情况要看是否对这些设备构成干扰来判断。机载数传的天线可以通过延长线接到机舱外,比如机翼或尾杆上。如果机头 舱室足够大, 也可以直接套在数传电台外壳的接

40、口上。 为了达到最好的通讯距离, 请将天线垂直向下或者向上安装,天线附近最好不要有其他金属遮盖物。 图 10-3电调、马达和舵机对电动飞机而言,马达转速无法监测。对油动飞机而言,马达的转速是可以 监测的,此时需要把自驾的转速监测口连到马达的霍尔传感器上。为了避免数据干扰,可以在电调数据线上绕上磁环。有时候(比如在电动飞机上 ,会把舵机电池直接接到电调上,然后把电 调数据线 (三芯 接到自驾的油门输出口来给所有舵机供电, 此时自驾的舵机电 源输入口可以悬空不接。5.升降舵机、副翼舵机和方向舵机具体要使用哪几个舵机,由机体的机型,以及用户的需求决定。根据不同机型,会出现舵机混控的情形,比如飞翼布局

41、(升降副翼混控和 V 尾布局(升降方向混控 。此外,舵机控制上还有一个反向设置的操作。 在自动模式下,自驾会通过升降输出口和副翼输出口输出增稳信号,使飞机 尽量保持水平飞行状态。 当飞机在横滚方向倾斜时, 自驾输出横滚方向的反作用 信号,抵抗飞机的偏离运动,在俯仰方向情况类似。这时候,如果舵机作用方向反了,原本要使飞机恢复水平状态的作用力,反 而会加剧飞机的偏离运动,造成摔机。所以正式上天前必须检查舵面反向。降落伞通过几根绳子与机体紧密连接,折叠好后放在机体底部的伞舱内。平 时舱室被开伞舵机的摆臂挡住而无法打开, 回收设备时, 自驾向开伞舵机输出开 伞信号,舵机摆臂移开,舱室门打开,降落伞就会

42、向下脱落。在输出开伞信号的 同时, 自驾还会向电调或油门舵机输出停转信号, 马达立即停住, 飞机就会失速 坠落, 从而拖动降落伞迎风张开。 如果开伞高度合适, 降落伞受到的空气浮力就 会抵消掉大部分的机体重力,使飞机能缓缓着陆。 注意到,为了安全起见,一般 先使马达停转,然后再开伞,而不要只执行开伞操作,而不先去停转马达。 在本自驾系统中,有两种开伞方式:第一,在手动模式下,用 RC 发射机开伞,此时 GCS 上的开伞按钮无效; 第二,在自动模式下,通过 GCS 开伞,此时 RC 发射机上的开伞功能无效。 图 10-4开伞舵机与降落伞舱室手动模式下,拨动 RC 发射机上的两段开关来开伞,为避免

43、信号干扰,自 驾会延迟 0.2秒再做响应(假设捕获到的开伞舵位为 2ms ,那么自驾需要连续收 到多于 50个从开伞通道输入的开伞信号,才会向开伞舵机输出开伞控制信号 , 即开伞通道不能直通(不能马上对控制信号做出响应 。所以,此时不能频频使用 RC 发射机“开伞”和“关伞” ,否则自驾会自动 忽略而不做响应。特别是在捕获开伞关键舵位时,更要注意这个问题。YS09自驾中, 有一个在自动模式下, 自动紧急开伞的保护措施, 前提是开 关伞位已经捕获,并且在地面检查正确。可以在 GCS 的“参数设置”对话框中预 设一个“开伞保护高度” ,比如设为 80米。飞机在起飞后第一次到达 80米的高 度时,

44、“开伞保护” 就自动生效了, 这样, 在此后的飞行当中, 如果飞机失控 (由 自驾按内部算法自行判断 , 在高度掉到 80米以下的数值时, 自驾会自动输出开 伞信号,开伞降落以保护设备。特别注意:假设在飞机起飞并从地面往上爬升的过程中, 气压高度还低于 80米时,切入自动模式,飞机如果“失控” (由自驾自行判断 ,自驾不会输出自动 开伞信号。因为要在飞机首次到达 80米后“开伞保护”才会生效。假设预设的飞行高度低于 80米,而“开伞保护”已经生效,当飞机到达 80米高度时,如果飞机没有“失控” ,自驾不会自动输出开伞信号,即飞机可以正 常飞行。 图 10-5 两轴云台的云台舵机在本自驾系统中,

45、镜头只能在机体左边转动,只支持两轴云台(一个水平舵 机和一个垂直舵机 。云台水平转动角从-180º(机尾方向到 0º(机头方向 , 云台垂直转动角从 0º(垂直向下到 90º(机头方向 。本自驾系统支持两种云台:正射云台和锁定云台。但默认情况下,每次飞行 只能使用其中一种云台。 如果需要同时使用两种云台,必须向厂家特别定制。 在地面调试阶段,需要在手动模式下,预先捕获云台的关键舵位。对于带齿轮的云台舵机,还有一个传送比的问题。比如,自驾输出偏转 50º的指令,但云台舵机摇臂只能转过 25º,此时需要调整 GCS 上的“参数设置” 对话

46、框的“带齿轮舵机的传送比”项目。一般而言,传送比越小,相同指令下, 云台舵机摇臂转过的角度越大。 图 10-6 正射云台和锁定云台1关于正射云台在自动模式下, 一般不使用 (但可以进行控制 RC 发射机或 GCS 控制它的 横滚俯仰,而只通过自驾增稳,使其一直处于水平位置(即镜头正面朝下 。即 使飞机姿态不是水平的,也能把云台姿态修正到水平位置(镜头正面朝下 。但 注意到舵机云台也有一个最大转动角的问题, 如果飞机机体偏离水平位置的角度 太大, 则云台需要向反方向调整很大的角度才能回到水平位置 (镜头正面朝下 , 此时云台舵机有可能卡位,走不过去了,如果强行转动,就会损坏舵机,所以需 要设置一

47、个“最大转动角” ,当需要修正的角度大于这个最大转动角时,云台就 不再往水平位置修正了,也就是,镜头没办法回复到垂直向下的状态了。2关于锁定云台平时 (无论自驾处于何种工作模式 可以通过鼠标或键盘来实时控制它的转 动,在 GCS 上进入设置状态后,也可以使用 RC 发射机上的副翼摇杆来控制云 台的水平转动,使用升降摇杆来控制云台的垂直转动。对于锁定云台,最重要的功能,是 POI(Position of Interest,即兴趣点 功能。 即先使飞机绕目标点盘旋,然后到“云台控制”对话框中激活云台锁定功能(点 击“锁定”按钮, 云台控制对话框整个变成红色显示 ,再在工具栏激活“云台 锁定点” 图标并到谷歌地图上单击选定一个点 (理论上应与飞机盘旋的中心点重 合 ,自驾就会控制云台,使摄像头始终对准目标点,直至“解锁”退出。对照相机,可以通过自驾的照相输出口控制相机快门的动作。对带调焦功能的摄像头,可以通过自驾的任务输出口来控制它的调焦。主要的配线连接都与自驾有关。 这部分内容非常重要,再次叙述一遍。 1供电口自驾接口面板上有三个电源口:一个+5V(VCC跟 GND 挨在同一排 , 一个+12V (3芯, VCC 跟 GND 排在一列, 另一芯悬空未用 , 另一个是舵机电源输入口 (+6V 。 +12V输入口接到设备电池(或称自驾电池上。+5V输出口接到