無人機隊形控制演算法

㈠ 如何深入理解無人機硬體與演算法

常見飛行器機型系列告一段落後，MR.城堡專欄的「城堡里學無人機系列」將逐漸深入到演算法、硬體、無人機設計等內容。首先面對的問題就是如何選擇合適的「過渡切入點」，即如何找到一個切入點能夠讓喜歡無人機的朋友們容易過渡到無人機的專業內容，這個環節非常重要。因為大家雖然都很喜歡無人機，但現實情況是每個人的教育背景，對無人機的需求，看待問題和事物的習慣與角度等都有很大區別。

同樣的，無論採用隨身tracker還是內置感測系統的地面站式遙控器抑或直接採用手機，都可以傳輸回被跟蹤目標的「外環狀態信息」。

兩者比較，形成狀態誤差，通過IMU等感測器反饋無人機內環姿態信息，與目標姿態形成狀態誤差，並以此計算得出控制量。

通過狀態視角，可以很清晰的理解不同產品的硬體意義，並以此設計自己的無人機控制系統。

圍繞著無人機狀態反饋信息的處理和使用，演算法可以走向兩個不同的分支：數據融合（數據濾波）和自動控制。根據不同的狀態特點，圍繞數學模型建立系統框架，根據演算法以及反饋狀態信息的要求選擇相關的硬體搭建無人機系統等內容是無人機控制系統設計的清晰脈絡。MR.城堡會在後續系列文章中逐漸搭建這個系統架構中的各個部分，幫助不同行業喜歡無人機的朋友走入奇妙的無人機世界。

㈡ adrc為什麼常用於無人機控制

因為ADRC在無人機領域的熱度很高，其演算法性能優異，比PID略好，先進的控制演算法如果根據其特點，找到合適的控制迴路應用，效果十分不錯的。

ADRC的解決辦法就是：

安排一個過渡過程，將階躍變化變得柔和。

設計非線性控制率。

設計擴張狀態觀測器ESO，估計反饋數據和干擾。

TD主要安排一個柔和的目標值輸入，這樣避免了PID演算法快速響應與超調的矛盾。PID中，要想響應快速，必須增大P項，而增大到一定程度，又會有超調。

NLSEF的話，主要是解決一個「小誤差大增益，大增益小誤差」的問題，比如開源飛控arpilot中採用的sqrt控制器就是一個P控制的變型。

工作原理:

跟蹤微分器的作用是安排過渡過程，給出合理的控制信號，解決了響應速度與超調性之間的矛盾。擴展狀態觀測器用來解決模型未知部分和外部未知擾動綜合對控制對象的影響。雖然叫做擴展狀態觀測器，但與普通的狀態觀測器不同。

㈢ 無人機如何實現編隊

• 無人機編隊飛行

即多架無人機為適應任務要求而進行的某種隊形排列和任務分配的組織模式,它既包括編隊飛行的隊形產生、保持和變化,也包括飛行任務的規劃和組織。

• 無人機編隊飛行基本要求

保持各飛機直接所設定的相對姿態和相對位置，可以結合編隊模式，通過控制在隊飛機相對於某一特定點（或對象）的距離來實現.

• 無人機編隊飛行關鍵技術

  隊形保持 ；在表演時，不僅要求無人機編隊能夠保持隊形不變，還需要在飛行過程中根據任務要求能夠實現隊形變換。

  防撞避障 ；防撞是指在編隊中各個無人機之間避免相互碰撞；應當控制好編隊中無人機間飛行距離

  航跡規劃 ；無人機編隊的路徑規劃中在把編隊作為一個整體的條件下，可以看作單無人機航跡規劃進行處理。應當設置好每架飛機的飛行路徑

• 編隊表演流程

希望能幫到您，謝謝！

㈣ 無人機上需要哪些程序以及如何進行無人機編程

這個話題擴展開去就太大了...簡單說一下吧
無人機本身是個非常綜合性的系統。就基本的核心的飛行控制部分來說，一般包括內環和外環。內環負責控制飛機的姿態，外環負責控制飛機在三維空間的運動軌跡。
高端的無人機，依靠高精度的加速度計和激光陀螺等先進的感測器（現在流行的都是基於捷連慣導而不是平台式），計算維持飛機的姿態。低端的型號則用一些MEMS器件來做姿態估算。但它們的數學原理基本是相同的。具體的演算法根據硬體平台的能力，可能採用離散餘弦矩陣/四元數/雙子樣/多子樣....
高端的無人機，AHRS/IMU採用的基本都是民航或者軍用的著名產品。例如全球鷹的利頓LN-100G/LN-200等。這些系統價格昂貴但精密，內部往往是零鎖激光陀螺之類。例如LN-100G的GPS-INS組合，即使丟失GPS，靠慣性器件漂移仍可以控制在120m/min。
低端的無人機就沒那麼精密講究了，一般都依賴GPS等定位系統來進行外環控制，內環用MEMS陀螺和加速度計進行姿態估算。
如果把無人機看成一個完整的系統，那麼還需要很多其他支持，例如任務規劃，地面跟蹤等等....
進行無人機編程，得看你具體是指哪方面。如果是飛控系統，你得需要比較扎實的數學知識，對各種矩陣運算/控制率什麼的有深刻的了解。如果只是希望現有的帶飛控的平台去做一些任務，那麼需要根據具體的平台來考慮。有些平台提供了任務編輯器，甚至更靈活的任務腳本。

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