玩转四旋翼无人机（pixhawk飞控校准）

本文章主要介绍pixhawk的校准过程及其注意事项。

step 1 mount/飞控的安装方法

标准方向.飞控板上边的白箭头应该指向飞机的前方，飞控大致位于机身的重心（不论是水平方向还是竖直方向），也就是说飞控需要在机身中央的数个厘米之内，这个不是必须的要求，不过越近越好。另外使用减震球是必要的。

如果使用其他方向，需要在mission planner 中设置，见

step 2 connect/ 飞控的接线及供电方法

RCIN端口只能给低功率的器件供电，因此不能在接收机上直接连上伺服电机，或者其他的电机。

pxihawk 接线实物图

需要连接的主要器件是安全开关，蜂鸣器，GPS和电源模块（PM该模块及时稳压电源给pixhawk供电，也做电压电流计，测量电池的容量，在power端口）这几个都是必需的。

GPS安装注意事项。

1. 远离飞机，露出在天空中，远离电机和电调。

2. 箭头指向前方。

3. DC供电线应该长于10cm。

4. 模块最好是靠近含铁物质的金属物体，尽量弯曲电源线和地线。

GPS指示灯。供电的时候长亮，需要3D GPS lock的时候蓝灯闪烁。

必需插micro-SD卡。

连接接收机的一端至RCIN。注意正负极。如果是spectrum DSM / DSM2 DSM-X stateliteRC接收机，连接至端口SPKT/DSM。 飞控兼容PPM RC， SBUS RC和spectrum DSM。如果是PPM，那么需要使用PPM-SUM编码器，将PWM单通道汇总至单个线上。

PPM编码的用户手册(http://download.ardupilot.org/downloads/wiki/pdf_guides/PPM-Encoder-V3-Manual.pdf)

电机的连接方法，总的原则是motor i 对用pin i （i，2,3,4）。

安装实例

dji f330

说实话，看到这个飞机我就后悔了，我现在的机架跟这个一比真是差远了。

step 3 load firmware/烧写固件

连接飞控的micro-usb端口至电脑的USB，选择安装固件，这样会首先下载最新的固件，然后烧进飞控板中，其中不需要选择飞机是X还是+的，该设置在校准的步骤中进行。固件烧好之后，点击连接按钮，这时候在左侧的栏目中显示当前的飞控的状态信息，所有的警告信息都显示在上边的框里。

另外使用数传可以远程连接mission planner, 这时可以远程显示飞机的状态。

step 4 calibrate

frame type configuration

默认的机架的选择是X，如果可选择plus型。选择这个之后首先要进行compass的校准。

compass calibrate

在进行任何校准之前先要使能compass，（勾选这三个选项Enable compasses, Obtain declination automatically and Automatically learn offset）

- 首先选择px4/pixhawk,这时需要指定是否是某一个版本的固件.

- 如果外部的compass安装了一个非标准的方向，此时应该选择方向(在下拉框中默认值是ROTATION_NONE). 这里是相对于飞控而不是基体。

- 大部分用户使用live calibration，因此点击该按钮。

- 满满的旋转飞机保证每一个面指向地面数秒钟。

- 当数据足够的时候校准自动完成。

高级的设置请参考advance

compass setup

选择该compass使能，使能之后飞控将使用主要的compass得到heading data，否则heading data使用GPS估计。

选择主要的compass

radio calibration

遥控的模式1 左手油门，（这时左手油门和偏航throttle and yaw，右手滚转和俯仰pitch and roll），模式2右手油门，（这时左手滚转和俯仰pitch and roll，右手油门和偏航throttle and yaw）。

通道映射	功能
通道1	roll
通道2	pitch
通道3	throttle
通道4	yaw
通道5	飞行模式

可以修改默认的通道映射（http://ardupilot.org/copter/docs/common-rcmap.html#common-rcmap）。

当校准了飞行模式之后，可以按照[这里]（http://ardupilot.org/copter/docs/common-rc-transmitter-flight-mode-configuration.html#common-rc-transmitter-flight-mode-configuration）指定飞机的那些模式被那些开关使能。

连接飞控，打开RC接收机，确认接受和发射机连接完好，这时候接受显示绿色指示灯。

移动遥控上的推杆，拨动开关，红线显示推杆的极限位置的对应值，如果绿色条的移动方向和推杆的方向不一致，那么调整遥控器上的推杆方向。

accelerometer 校准

校准的位置为level, left side, right side, down, up, back

位置	放置方法
level	飞控水平放置
left side	左边，无USB一侧向下
right side	右边，有USB一侧向下
down	箭头朝下
up	箭头朝上
back	正面，指示灯朝下

其中注意

- 每一步按下键的时候飞机应该保持静止。

- 最好是在安装到飞机之前校准。这样避免了飞机的大小不合适翻转比较麻烦。

- 水平位置很重要，只有放的比较平的时候，飞控在飞行的时候会认为该方向为水平方向。

飞行模式校准

可以使能6各飞行模式，通过设置遥控器。

首先是飞行模式的设置，6个飞行模式。

可以是设置可用的飞行模式通过

- 打开遥控

- 连接飞控至mission planner

- 进入 Initial Setup | Mandatory Hardware | Flight Modes 界面

- 使用没一行下拉菜单选择飞行模式对应的PWM的频率。当旋转旋钮的时候，对应的飞行模式会高亮显示。

- 对于旋翼至少有一个模式是增稳模式

设置飞行模式对应的遥控的通道，通道5.发射机必须发射PWM信号有对应的频率范围，，这样使得映射每个模式到对应位置区间。

ESC校准

ESC电调有一些变化，主要依赖于自己使用的电调，所以这里需要参考ESC的说明文档。“all at once” 校准对于大部分ESC是有效的。本页面适用于3DR ESCs， DJI Opto ESCs 不需要校准，并且不支持校准。一些品牌的电调不允许校准。

safety check

进行这一步需要首先完成RC校准，连接ESCs和电机至飞控。另外确认飞机没有安装机翼，pixhawk不要和电脑连接。电池没有连接。

- 打开发射机，把油门推到最大。

- 连接电池，飞控红蓝黄周期性显示，这时表示飞控准备好进入电调校准模式。

- 油门保持最大，断电，在上电（电池）。

- 对于px4或者pixhawk, 按下安全开关，直到红色常亮。

- 现在飞控处于电调校准模式。等待飞控废除音乐声音，蜂鸣器显示你的电池的数量。另外2各蜂鸣器生意表明最大的油门捕捉到。

- 将油门推到最低。

- 这时电调发出一个长的鸣叫表示最小的油门捕捉到。校准步骤到此完成。

- 如果听到长鸣叫，这时电调激活，推动油门，电机开始转了，因此可以测试一下。

- 将油门推到最小，断电，出电调校准模式。

测试方法

- 保证发射机设置飞行模式为增稳模式，stablize Mode

- arm your copter

- 慢慢的推动油门，所有的电机的转速一致并且他们同时起转，如果没有同时起转并且转速相同，那么电调还没有校准好

- disarm 飞机

如果自动校准方式不行，那么尝试手动校准的方式。

推荐的电调的设置如下：

1. brake off

2. 电池类型，Ni-xx,即使使用的是锂电池，设置成这个模式会降低电调低压关闭电机的可能性。

3. cutoff mode：soft-Cut(default)

4. CutOff Threshold : Low

5. Start Mode: Normal (Default)

6. Timing: MEDIUM

arm step

在arm飞机之前应该确认所有的人和物体远离机翼，然后：

- 打开遥控（发射机）。

- 上电，红蓝灯会闪几秒钟，表示陀螺仪被校准了。

- pre-arm检查会自动运行，如果出现一些问题会闪2次黄灯（pixhawk）。红灯（APm2.x）

- 检查你的飞行模式限制在Stabilize, ACRO, AltHold or Loiter等中。

- 如果使用px4，按下安全开关知道灯长亮。

- 如果想尝试自动模式（Loiter, RTL, Drift, Auto or Guided modes），那么需要等30s，等待GPS搜寻至少3颗卫星，这时GPS得到3D锁，这给GPS的定位时间去部署，在APM2.x中GPS lock之后显示蓝灯，pixhawk会显示绿灯。

- 想要arm飞机，通过推油门至最低，rudder最右持续5秒，如果保持超过15s，会开始autoTrim特征。

- 一旦armed，arming light会长亮，机翼开始转。

- 推动油门。

如果油门保持最小超过15s，俺么飞机自动disarm。

disarm step

- 首先检查飞机的飞行模式切换回Stabilize, ACRO, AltHold or Loiter

- 保持油门最小，rudder最左超过2s

- APM闪烁红色arming light ，pixhawk闪烁绿色灯。

- 如果使用px4，按下安全开关直到开始闪烁。

- 断电

- 关掉遥控。

起飞前检查

pre-arm check

falure messages

compass 偏置值太高，主compass的偏置的长度 sqrt(x^2+y^2+z^2)>500的时候有问题。可能的原始距离金属物体太近，

对于新手的tips

首飞

把飞机置于水平地面，连接电池，不要移动飞机直到陀螺仪校准完成。（LED闪烁红色和蓝色），保证RC切换至Stabilize模式，慢慢推动油门直到飞机离开地面。

如果飞机flip，那么有可能是设置x/+错误或者是电机的转向有问题，或者机翼的方向有问题。可以[]这样](http://ardupilot.org/copter/docs/connect-escs-and-motors.html#connect-escs-and-motors-testing-motor-spin-directions)测试电机的转向。

如果一些控制反了，例如pitch和roll是反的，那么飞机移动的方向和推杆是相反的，那么需要调整两个通道的方向，参阅遥控的说明书。

如果起飞很平滑，出现一些偏航，这个正常，而且偏航不会超过30度，飞行一段时间之后会矫正回来。

飞机总是努力保持静止，“The copter should also tend to stay in place, and you shouldn’t have to fight strong tendencies to move left or right or forward or back.”，如果看到这样的现象，不要使用RC去纠正。这样的现象意味着飞机在校准的过程机架没有完全放平，或者电机是倾斜的。

建议

保证实在无风的环境中。

确保radio is not trimed

飞机上电的时候保持水平，允许陀螺仪初始化。

Get above ground effect, around 3-4 feet is enough on most models.

不要从简单模式开始，从基本的增稳模式开始。

飞机在arm的时候确定自己的返航点，所以在自己期望的位置arm飞机。

关于飞机的警告

在飞机的飞行途中，需要警惕飞机电池的电量，如果电池的电量突然耗尽，之后那么飞机没有升力，没有控制，飞机有可能会发生翻转，坠毁。在首次飞行飞行时间一定要短，确定电量之后再飞。因此需要一个电压监控器。

refer

pdf guide

frame type

compass calibration

radio calibration

ESC calibration

PreARM check