四旋翼无人机？

一、四旋翼无人机？

四翼无人机一般指四旋翼式蜂鸟无人机。四旋翼式蜂鸟无人机是美国研究人员研发的新型无人机。它以老鹰为灵感，与其它无人机相比，具有重量轻、速度快、抓力强等特点。

研究人员未来可能改善无人机的视野、提高它的着陆技术或者进一步对抓爪进行改善。

二、无人机四旋翼、六旋翼和八旋翼怎么选择？

旋翼个数究竟决定了什么？外观？飞行速度？

　　无人机四、六、八旋翼怎么选？

　　就是飞行器稳定性、几何尺寸和单发动力性能三者的平衡。

　　稳定性的影响

　　基本上，我们可以认为多旋翼飞行器的稳定性里，八旋翼>六旋翼>四旋翼。原因当然好解释，对于一个运动特性确定的飞行器来说，自然是能参与控制的量越多，越容易得到好的控制效果。四旋翼飞行器尚且是一个欠驱动系统。六旋翼飞行器的时候就已经是一个完全驱动系统了。复杂了是一回事，但是如果能获得比较好的效果，也是值得的。另外一个不容易注意到的好处是，旋翼数量较多的时候飞行器对于动力系统失效的容忍程度也会上升。毕竟多发飞行器一台发动机突然失效不是很罕见的情况。模型级别的飞行器，射桨也是常有的事。在这种情况下，八旋翼和六旋翼都可以承受双发/单发失效的状况，并且飞行器仍然可控。而如果是四旋翼飞行器的话，只要单发失效，除非旋翼上有周期变距，否则唯一的选择就有摔机了。

　　几何尺寸

　　旋翼的数量增加以后，会对飞行器的几何尺寸带来负面影响。因为旋翼数多了，自然每个旋翼之间的距离也会缩减。四轴飞行器每隔90度放置一个旋翼，六轴飞行器每隔60度放置一个旋翼，八轴飞行器每隔45度放置一个旋翼。假设相同拉力时几个旋翼的桨盘总面积相同（这个并不准确，但可以作为大概的参考），很容易得出几种结构形式需要的旋翼直径。

　　无人机四、六、八旋翼怎么选？

　　同样，多旋翼的旋翼位置在设计时也不能相互干涉。因此也很容易得出几种结构形式中旋翼中心距离飞行器几何中心距离。

　　无人机四、六、八旋翼怎么选？

　　很容易看出来，相比较旋翼直径的缩小，旋翼中心与飞行器几何中心的距离增加得更快。因此很不幸的，旋翼的数量越多，飞行器的尺寸也就会做得越大。

　　可能会有人说：不是有那种上下叠层的多旋翼飞行器么？就是在一个支臂上同时放置一组共轴反桨的动力组，这样的话不就可以做到旋翼个数增加，却不增加飞行器尺寸的效果么？这个点子看起来不错。但有个重要的缺点是，共轴反桨的那上下一对旋翼的气流会相互干扰，从而影响这一对动力组合的效率。简单地说，就会导致这一对旋翼的拉力不是1+1 = 2，而是1+1 < 2的糟糕结果。至于具体会损失多少，大约是20%的样子。因此这么算下来的话，其实这种构型能获得的提升很有限，还增加了结构的复杂程度。

三、四旋翼无人机原理？

四旋翼无人机的原理是通过四个电动马达驱动四个螺旋桨，利用空气动力学原理产生升力和推力，从而实现四旋翼飞行。具体来说：1. 四个螺旋桨同时旋转，产生的升力可以克服重力，使无人机浮在空中。2. 螺旋桨的转速可以调节以控制升力大小和方向，实现上升、下降、悬停和前进、后退、左右平移等动作。3. 通过调整不同螺旋桨的转速，可以使无人机实现旋转或侧倾，改变飞行方向和姿态。4. 四旋翼无人机采用固定旋翼，不需要尾旋翼或侧向风向舵来保持稳定，通过飞行控制系统对四个螺旋桨的速度进行精密调控来保持平衡和稳定飞行。总结：四旋翼无人机通过控制螺旋桨的转速，利用空气动力学原理产生的升力和推力来实现飞行，具备灵活性和稳定性，可以应用于各种领域，如航拍、巡检、农业等。

四、新手如何自制四旋翼？

真羡慕考研完还有一段时间干自己想干的事情，我现在天天苦逼的实习写代码。

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大学里玩四轴一年左右，主要是为了参加电子设计竞赛，用STM32，瑞萨，MSP430都做过。

不过现在做个四轴应该挺简单的，只要题主花点点时间。

我就说说我的经历吧，不一定对，只供参考。

一.硬件

1.四轴硬件

既然题主你是玩过固定翼航模的，那买这些对你来说不是什么难事了。电机朗宇还好吧，普通一点的40元一个，好点的80元一个。电调就好盈。这里机架的话不推荐太大，太大调试的时候容易出危险，推荐330或者250就够了~

2.飞控板

飞控板的制作看你自己选，一般有3种方法，第一种就是洞洞板焊接，这种的话飞控板不美观，第二种就是用AD10画个电路板自己热转印然后用FeCl3腐蚀，一般学校里会有这种机器，这样需要注意的是布线需要宽一点，孔径大点，不然到时候线断了是极为蛋疼的。。。第三种是AD10画好版后拿到工厂去打板，这个是需要保证你画的没问题，电路经过检测才能好用，一般在100以下，推荐嘉立创。。。。

二.软件

1.飞控程序

其实一个四轴飞控可以分为几个部分：传感器信号采集，数据处理，PID控制输出。

这里推荐你用STM32，资源多，速度快，资料多。

a.信号采集：现在用的比较多的传感器芯片是MPU6050或者MPU9250，前者是6轴，后者是9轴，

你只需要一个IIC或者SPI协议将他们的数据从寄存器中读取出来。

b.姿态融合：

这里我们用的比较多的是德国人飞控中的PI互补滤波，（这个我不是很懂，算法直接抄的）

通过陀螺仪获取当前的飞行数据，在解算中采用四元数来表示旋转。

定义一个四元数

对四元数进行单位化，用来表示一个旋转

将两个四元数相乘

创造运算，将旋转转换为四元数

创造运算，用R(q)表示四元数q对应的矩阵

旋转的组合用四元数的乘法实现

将四元数表示转为欧拉角表示

题主有兴趣可以看看这方面的资料有关于欧拉角，四元数的资料。

c.PID控制

这里推荐用串级PID控制，比起单级的更稳，响应更快。

串级PID：内环角速度环（PID），外环角度环（P）

心得：先调内环P，再调I，再调D 内环调完四轴会稳在一个角度

外环加上后 四轴的响应和平衡都会比单级有明显的改善。

d.附加：如果题主想让四轴更好玩，可以加超声波传感器实现定高，（推荐KS103,精度高0---8M）

调试的时候也无非加个PID而已， 可以加入摄像头，我当时加了一个OV7620，实现四轴的巡黑线, ， 再难一点可以加入光流传感器，可以实现室内定位（具体算法可以参考APM飞控），光流我当时没成功，不过一个实验室的有个同学勉强实现了。

2.遥控：

a.你可以使用遥控器，对于你玩过固定翼航模来说，你只需实现与飞控连接即可，具体就是多几路定时器捕获通道，捕获固定的脉宽就可以。

b.手机APP，可以使用蓝牙串口与手机连接。距离比较短。

c.电脑上位机：推荐自己写上位机，如果不想写可以用匿名上位机，用的还不错。

如果自己写，可以用c#或者QT写。

我当时是用QT写的一个简单的上位机，可以实现键盘WSAD控制方向。

大楷就是这样，如果题主还有什么疑问可以一起交流，这也只是我一个人的观点。

祝玩的愉快！

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2016.4.14 update 一下

传个四轴的视频，定高30CM左右，QT控制，哈哈

五、有哪些值得一读的无人机 / 四旋翼方面的论文？

其他链接已失效，2016.11.19二次更新百度网盘

http://pan.baidu.com/s/1bPoqui

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基础版：共十篇

按照基础程度进行推荐，尽量推荐人人皆可阅读的一般性文章，最后附上网盘链接。

1.入门必读，这个文章针对性很强，理论也很基础

Modeling, Estimation,and Control of Quadrotor

2.介绍了APM及其他开源飞控的硬件及算法。看完可以动手了！

Build Your Own Quadrotor Open-Source Projects on Unmanned Aerial Vehicles.pdf

3.maker杂志 无人机专辑

Maker.Media.Homegrown.Drones.Jan.2014.pdf

4. 体系结构

Toward a fully autonomousUAV--Research Platform for Indoor and Outdoor

5. 视觉控制飞行机器人，Astec Firefly十五位设计者共同撰文

Vision-Controlled flying robotFrom System Design to Autonomous Navigation视觉控制飞行机器人

6. ArDrone设计师唯一一篇公开发表的文章

The Navigation and Control technology inside the AR.Drone.pdf

7.px4flow设计师光流

px4flow_paper.pdf

8.PIXHAWK体系结构设计

PIXHAWK A Micro Aerial Vehicle Design for.pdf

9. ROS软件应用

Developing a ROS Enabled Full Autonomous Quadrotor.pdf

An Open-Source Hardware_Software Architecture for Quadrotor UAVs.pdf

访问密码 bb69

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补充：四旋翼文献分类精选已出到第四集

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合集链接如下：

六、四旋翼无人机飞行角度？

飞行角度要靠遥控设备控制的，基本上全方位无死角。

七、四旋翼无人机减震措施？

一种四旋翼无人机降落减震装置，包括支撑架，所述支撑架设置在机体两侧，其中一个所述支撑架包括两个减震装置和固定装置，所述减震装置与固定装置活动连接，所述减震装置包括套筒和压杆，所述压杆一端套接在套筒内，压杆另一端顶部设有螺栓孔，压杆与套筒内底部之间设有减震海绵，所述固定装置包括固定杆，所述固定杆为空芯，固定杆顶面至少设有两个固定孔，所述固定杆底面设有滑槽，所述压杆的另一端设置在滑槽内，沿着滑槽滑动。

进一步，所述套筒下部设有滑孔，两个所述压杆上的滑孔之间滑动连接有定位杆。

八、四旋翼无人机研究意义？

四旋翼无人机对于现代战争有着很大的意义，首先四旋翼无人机稳定性超群，可以执行超视距侦查和打击任务。

九、四旋翼无人机优缺点？

优点：

1、操控最简单。垂直起降不需要跑道，空中可以悬停，控制方法简单。

2、可靠性较好。除无刷电机外，四旋翼没有活动部件，更加可靠。

3、勤务性好。四旋翼无人机结构简单，部件更换方便。

缺点：

1、续航能力较差，能量转换效率低下。

2、承载性能差。

3、飞行速度慢。

十、四旋翼无人机国内发展历史？

四旋翼无x机国内发展有十多年历史，主要有大疆牌为主要品牌。

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