无人机：Sky-Drones SmartAP_（13）.组装与调试技巧
组装与调试技巧
1. 硬件组装步骤
在进行无人机的二次开发之前，在操作过程中必须确保无人机的硬件部分已经正确装配。具体来说，请注意以下几点：首先涉及无人机框架、电机、电调、飞控板以及电池等各个组件的安装与连接工作。
1.1 框架安装
选择合适的框架 ：
根据无人机的用途和设计选择合适的框架，常见的有四轴、六轴和八轴等。
框架应具备足够的强度和稳定性，以承受飞行中的各种应力。
安装电机和螺旋桨 ：
固定电机至框架指定位置，并确保电机螺丝紧固且 motor shaft 垂直于 frame
在安装螺旋桨时，请正确把握正反方向。一般而言，在对角线位置的电机应采用逆向安装的方式。
连接电调 ：
电子转速控制器（Electronic Speed Controller, ESC）用于调节电机的速度。将电子转速控制器安装到电机上以确保连接牢固。
电调的信号线应连接到飞控板的相应接口，通常为PWM接口。
1.2 飞控板安装
选择合适的飞控板 ：
主流的飞控板包括Pixhawk和Naze32等型号；为不同性能需求的无人机推荐相应的飞行控制系统
确保飞控板具备所需的接口和功能，如GPS、IMU、程控接口等。
安装飞控板 ：
安装飞控板到无人机核心部位的中央区域，并以确保连接线长度最短的方式进行连接。
使用减震垫或支架固定飞控板，以减少飞行中的震动对飞控板的影响。
连接传感器 ：
将IMU（惯性测量单元）、GPS、磁罗盘等传感器连接到飞控板的相应接口。
确保传感器的安装位置和方向正确，以获取准确的数据。
1.3 电池安装
选择合适的电池 ：
根据无人机的功率需求选择合适的电池，常见的有LiPo（锂聚合物电池）。
电池的容量和电压应满足无人机的续航和性能要求。
安装电池 ：
将电池固定在无人机框架的底部或中心位置，确保电池的重心位置合理。
使用电池绑带或固定夹固定电池，防止飞行中移位。
连接电池 ：
将电池的电源线通过电源分配板与之相连，并经过电源分配板并联至电调与飞控模块。
确保电源线连接正确，避免短路和过热。
2. 软件配置与调试
2.1 飞控板固件刷写
安装刷写工具 ：
使用QGroundControl或Mission Planner等地面站软件进行固件刷写。
确保地面站软件与飞控板的型号兼容。
连接飞控板 ：
将飞控板通过USB线连接到电脑，确保连接稳固。
在地面站软件中选择正确的串口和波特率。
刷写固件 ：
选择合适的固件版本，如ArduPilot、PX4等。
点击“刷写固件”按钮，等待刷写过程完成。
# 使用QGroundControl刷写固件
# 连接飞控板
sudo apt-get install qgroundcontrol # 安装QGroundControl
qgroundcontrol # 启动QGroundControl
# 在QGroundControl中选择固件
# 选择正确的串口和波特率
# 点击“刷写固件”按钮2.2 参数配置
基本参数设置 ：
在地面站软件中，进入“参数设置”页面。
设置无人机的基本参数，如飞行模式、PID参数、安全设置等。
电机校准 ：
在地面站软件中，进入“电机校准”页面。
依次校准每个电机，确保电机的转速一致。
传感器校准 ：
在地面站软件中，进入“传感器校准”页面。
校准IMU、磁罗盘、气压计等传感器，确保数据准确。
# 使用QGroundControl进行参数配置
# 进入参数设置页面
# 设置基本参数
# 例如：设置飞行模式为“手动”
param set RC_MAP_ROLL 1 # 设置滚转通道
param set RC_MAP_PITCH 2 # 设置俯仰通道
param set RC_MAP_YAW 3 # 设置偏航通道
param set RC_MAP_THROTTLE 4 # 设置油门通道
# 电机校准
# 进入电机校准页面
# 依次校准每个电机
# 传感器校准
# 进入传感器校准页面
# 校准IMU、磁罗盘、气压计等传感器2.3 遥控器校准
连接遥控器 ：
将遥控器通过接收机连接到飞控板。
确保接收机与飞控板的连接线正确无误。
配置遥控器 ：
在地面站软件中，进入“遥控器设置”页面。
配置遥控器的通道映射和灵敏度。
校准遥控器 ：
在地面站软件中，进入“遥控器校准”页面。
按照提示操作，校准遥控器的各个通道。
# 使用QGroundControl进行遥控器校准
# 连接遥控器
# 进入遥控器设置页面
# 配置通道映射
# 例如：设置滚转通道
param set RC_MAP_ROLL 1 # 设置滚转通道
# 校准遥控器
# 进入遥控器校准页面
# 按照提示操作，校准各个通道2.4 飞行前检查
检查硬件连接 ：
确保所有硬件部件连接稳固，无松动。
检查电源线、信号线等是否正确无误。
检查软件配置 ：
确保所有参数设置正确，无遗漏。
检查固件是否刷写成功，软件版本是否正确。
进行预飞检查 ：
在地面站软件中，进入“预飞检查”页面。
按照提示进行各项检查，确保无人机状态良好。
# 使用QGroundControl进行飞行前检查
# 进入预飞检查页面
# 按照提示进行各项检查
# 例如：检查电池电压
if [ $(battery get voltage) -lt 11.1 ]; then
echo "电池电压过低，请更换电池"
else
echo "电池电压正常"
fi3. 调试技巧
3.1 电机调试
检查电机转向 ：
确保对角线电机的转向相反，以产生稳定的升力。
使用地面站软件中的“电机测试”功能进行检查。
调整电机响应 ：
通过调整PID参数，优化电机的响应速度和稳定性。
在地面站软件中，进入“PID调参”页面进行调整。
# 使用QGroundControl进行电机调试
# 检查电机转向
# 进入电机测试页面
# 依次测试每个电机的转向
# 调整PID参数
# 进入PID调参页面
# 例如：调整滚转通道的PID参数
param set PITCH_P 0.1 # 调整俯仰通道的比例增益
param set PITCH_I 0.05 # 调整俯仰通道的积分增益
param set PITCH_D 0.01 # 调整俯仰通道的微分增益3.2 传感器调试
检查传感器数据 ：
在使用地面站软件时, 访问该传感器数据界面以检查IMU, 罗经和气压计等相关设备的信息
确保数据准确且无异常。
校准传感器 ：
重新校准传感器，确保数据的一致性和准确性。
校准时，保持无人机静止，避免干扰。
# 使用QGroundControl进行传感器调试
# 检查传感器数据
# 进入传感器数据页面
# 查看IMU、磁罗盘、气压计等传感器的数据
# 重新校准传感器
# 进入传感器校准页面
# 保持无人机静止，进行校准3.3 飞控板调试
检查飞控板状态 ：
在地面站软件中，进入“飞控板状态”页面，查看飞控板的各项状态参数。
确保飞控板工作正常，无故障。
调整飞控板参数 ：
根据飞行表现，调整飞控板的参数。
例如，调整飞行模式切换的灵敏度。
# 使用QGroundControl进行飞控板调试
# 检查飞控板状态
# 进入飞控板状态页面
# 查看各项状态参数
# 调整飞控板参数
# 例如：调整飞行模式切换的灵敏度
param set RC3_MIN 1000 # 设置油门通道的最小值
param set RC3_MAX 2000 # 设置油门通道的最大值3.4 飞行调试
进行手动飞行测试 ：
在空旷的场地上进行手动飞行测试，检查无人机的飞行性能。
注意飞行安全，避免飞行中发生意外。
进行自动飞行测试 ：
编写飞行计划，进行自动飞行测试。
检查无人机的自主导航和避障能力。
# 使用QGroundControl进行飞行调试
# 进行手动飞行测试
# 在空旷的场地上进行测试
# 注意飞行安全
# 编写飞行计划
# 进入任务规划页面
# 例如：设置起飞点和降落点
waypoint add 0 0 0 # 添加起飞点
waypoint add 100 100 20 # 添加第一个航点
waypoint add 0 0 0 # 添加降落点
# 进行自动飞行测试
# 确保无人机处于“自动”模式
mode set AUTO4. 故障排除
4.1 电机故障
检查电机连接 ：
检查电机与电调的连接线是否松动或断裂。
确保电调的信号线与飞控板连接正确。
检查电机电源 ：
检查电池电压是否正常，确保电机有充足的电源。
检查电源分配板是否正常工作，无短路或过热现象。
更换电机 ：
如果电机损坏，及时更换新的电机。
确保新电机的型号与原电机一致。
# 检查电机连接
# 检查电机与电调的连接线
# 确保电调的信号线与飞控板连接正确
# 检查电机电源
# 检查电池电压
if [ $(battery get voltage) -lt 11.1 ]; then
echo "电池电压过低，请更换电池"
else
echo "电池电压正常"
fi
# 更换电机
# 如果电机损坏，及时更换新的电机4.2 传感器故障
检查传感器连接 ：
检查传感器与飞控板的连接线是否松动或断裂。
确保传感器的电源线连接正确。
检查传感器数据 ：
在地面站软件中，查看传感器的数据，确保数据准确无误。
如果数据异常，重新校准传感器。
更换传感器 ：
如果传感器损坏，及时更换新的传感器。
确保新传感器的型号与原传感器一致。
# 检查传感器连接
# 检查传感器与飞控板的连接线
# 确保传感器的电源线连接正确
# 检查传感器数据
# 在地面站软件中查看传感器数据
# 例如：检查IMU数据
if [ $(imu get status) -ne 0 ]; then
echo "IMU数据异常，请重新校准"
else
echo "IMU数据正常"
fi
# 更换传感器
# 如果传感器损坏，及时更换新的传感器4.3 飞控板故障
检查飞控板连接 ：
检查飞控板与各个传感器和电调的连接线是否松动或断裂。
确保飞控板的电源线连接正确。
检查飞控板状态 ：
在地面站软件中，查看飞控板的各项状态参数，确保飞控板工作正常。
如果状态异常，重新刷写固件。
更换飞控板 ：
如果飞控板损坏，及时更换新的飞控板。
确保新飞控板的型号与原飞控板一致。
# 检查飞控板连接
# 检查飞控板与各个传感器和电调的连接线
# 确保飞控板的电源线连接正确
# 检查飞控板状态
# 在地面站软件中查看飞控板状态
# 例如：检查飞控板状态
if [ $(fc get status) -ne 0 ]; then
echo "飞控板状态异常，请重新刷写固件"
else
echo "飞控板状态正常"
fi
# 更换飞控板
# 如果飞控板损坏，及时更换新的飞控板4.4 通信故障
检查通信连接 ：
检查飞控板与地面站软件之间的通信连接是否正常。
确保串口和波特率设置正确。
检查通信协议 ：
确认飞控板与地面站软件之间的通信协议是否一致。
例如，使用MAVLink协议进行通信。
更换通信设备 ：
如果通信设备损坏，及时更换新的通信设备。
确保新设备的型号与原设备一致。
# 检查通信连接
# 确保飞控板与地面站软件之间的通信连接正常
# 例如：检查串口和波特率
if [ $(serial get port) -ne 0 ]; then
echo "串口设置错误，请检查"
else
echo "串口设置正确"
fi
if [ $(serial get baud) -ne 57600 ]; then
echo "波特率设置错误，请检查"
else
echo "波特率设置正确"
fi
# 检查通信协议
# 确认通信协议是否一致
# 例如：使用MAVLink协议
if [ $(protocol get type) -ne "MAVLink" ]; then
echo "通信协议不一致，请检查"
else
echo "通信协议一致"
fi
# 更换通信设备
# 如果通信设备损坏，及时更换新的通信设备5. 安全措施
5.1 飞行安全
选择合适的飞行场地 ：
选择空旷且平坦的场地进行飞行测试，避免飞行中发生碰撞。
确保飞行场地周围无高压线、建筑物等障碍物。
设置安全高度 ：
在地面站软件中进行无人机最低高度配置操作以防止其在飞行过程中发生低空飞行的风险
例如，设置最小飞行高度为10米。
设置返航点 ：
在地面站的软件系统中进行配置以设定无人机的归 landing point 确保当无人机出现失控情况或电池电量较低时能够自动完成归 landing
例如，设置返航点为起飞点。
# 选择合适的飞行场地
# 选择空旷且平坦的场地进行飞行测试
# 设置安全高度
# 在地面站软件中设置最小飞行高度
param set WP_LOITER_RAD 10 # 设置最小飞行高度为10米
# 设置返航点
# 在地面站软件中设置返航点
param set RTL_LOITER_RAD 10 # 设置返航点为起飞点5.2 软件安全
设置安全参数 ：
在地面站软件中进行无人机安全参数配置操作时，请注意设置包括但不限于最大飞行速度和最大飞行高度等。
例如，设置最大飞行速度为15米/秒。
启用安全功能 ：
启用飞控板的安全功能，如地理围栏、低电量返航等。
例如，启用地理围栏功能。
备份飞行数据 ：
在每次飞行后，备份飞行数据，以备后续分析和调试。
例如，使用地面站软件备份飞行日志。
# 设置安全参数
# 在地面站软件中设置最大飞行速度
param set EK2_MAX_SPEED_XY 15 # 设置最大飞行速度为15米/秒
# 启用安全功能
# 启用地理围栏功能
param set FENCE_ENABLE 1 # 启用地理围栏
param set FENCE_TYPE 1 # 设置围栏类型为圆形
param set FENCE_RADIUS 100 # 设置围栏半径为100米
# 备份飞行数据
# 使用地面站软件备份飞行日志
log download # 下载飞行日志