Paparazzi:软硬件全开源的无人机飞控系统

　　PPZ 装备的无人机的体系结构如上图所示,可以理解为在普通飞行器(普通航模)和航模标配 的遥控单元上,加装自动飞控板、相关传感器、无线 Modem,同时配置地面控制站(PC、调 制解调器、天线),让飞行器最后实现自动驾驶飞行或者接受地面站的指令自主调整姿态飞行。

　　PPZ 系统的关键特性是使用红外线感应器和飞行姿态惯性测量传感器,通过计算来提供强大而 准确的姿态估计,让飞行器不需要地面手动控制校准,即能自动调整飞行状态。控制者只需要在 地面站上给飞行器设定任务,剩下的则交给飞行器则自己去完成。所有的飞控、导航、姿态调整、 任务执行等工作等,都是由飞控板全自动完成。当然,地面人员也可以随时在自动控制和手动控 制两种状态间自由切换。

　　灵活的 PPZ

　　通过不同的设置,PPZ 既可以用于驱动固定翼飞机,也可以用于旋翼机。下图以一台固定翼飞 机为例,说明装配 PPZ 飞控仪的飞机的机舱布局图,当然不同的情况可以有调整,配置也丰简 由人。

 Autopilot Control Board 自动控制板
 Battery 电池
 Datalink Radio-Modem & Antenna 数据传输调制解调器和天线
 GPS Receiver GPS 接收机
 IR Sensor Board (if no IMU) 红外传感板(如果没有 IMU)
 Motor & Controller 马达和控制器
 RC Receiver & Antenna 遥控接收器和天线
 Servos 伺服系统
 Payload (Example: Camera & Video Transmitter) 负载(诸如摄像机、视频传输)

　　PPZ 的灵活性体现在它可以根据用途特点和侧重点(飞行速度、飞行距离、滞空时间、负载能 力、价格),选择不同的飞行器,配置不同的飞控板、传感器、通讯模块和外设。

　　它的飞控板并不仅有一个单一的型号,通过多年的发展和进化,PPZ 的飞控板共衍生出了十几 款型号。这些飞控板在不同的年代被设计出来,不断完善进化,并出于不同的目的增减板载接口 和模块从而派生出不同的型号。比如2013年夏季为发布的 Lisa/S 型飞控板,只有2.8克的重量, 成为全球最轻的通用飞控板。与之相关的,PPZ 有一个很大的硬件兼容列表,涵盖不同厂家的 各种模块,诸如传感器(红外,陀螺仪,GPS,惯性测量,空速)、调制解调器、遥控器、模拟 /数字视频系统、天线等。

　　类似装配台式电脑,用户可以完全根据自己的需求选择相关配置,建成一套地空无人机系统,而 配置则可以异常灵活。以通讯模块为例:如果你只是在视距范围内玩玩,可以省略 GPS,配置 短距离的2.4G 调制解调器,纯手动控制;如果想实现远距离的完全自主驾驶,则可以配置 GPS加上远距离无线调制解调器实现飞行数据回传和控制;又如果在电信运营商信号覆盖的区域内 玩,则可以用3G 通讯模块传输数据给地面站。