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标题: 单反航拍平台性能分析IMHO [打印本页]

作者: task00 时间: 2014-10-4 23:29
标题: 单反航拍平台性能分析IMHO
IMHO（愚以为）

我没有飞过DJI S900级别或者附近的级别的大机，但是对设计和制作很感兴趣，所以先纸上谈兵一番，求一个设计思路

对于这个级别多轴飞行器的设计，我想需要考虑的方面有下面这些方面：

安全性：设备的成本到了这个级别，不但投资风险开始产生，生产安全更是关乎生命和工期
可用性：设备按照调试简单可靠，任何指令的可重复性好，姿态控制和任务模式切换不会产生异常
性能：负重能力，航速，机动性，留空时间。（想用大浆，但不知道<30km/h的速度，或者8m/s的航速，对于日常任务来说，会不会太慢）
拍摄效果：对PID参数的控制，yaw航角修订的平顺性，机体固有频率对摄像机采样是否产生干扰（果冻）

现有产品（不针对dji品牌或者型号）的一些看法，因为没有实际使用，所以请斧正：

浆效低：4115/400KV电机＋15寸折叠浆，ecalc计算结果接近6g/W
全开放机架，空气阻力影响未知，无法在恶劣天气使用
没有完整的工况监测系统和主动的姿态监测/冗余控制电子系统
完全没有航路规划ATC接口，没有飞行器质量安全管理条例，对于航空设备来说，这完全就是玩具级别设计方式

目前关注的产品：

高一，很喜欢四轴的简单设计，飞越系列的横向折叠方式估计要被淘汰
S900，使用塑料件替代CNC，这些设计产生的影响存在争议，但这个型号的参数估计代表了市场目前的期望

对比高一和S900:

6轴可以抵抗一个电机的失效，四轴无法承受电机失效
28寸浆带来的升效（g/W）可能比15寸6轴更高
双子星两度电子冗余，不知道切换机制，所以不好评论是否会比A2更有效，A2如果使用的是Analog公司的继承IMU，那么故障率估计也不高。

对S900的一些看法：

中心板用1.5mm碳纤维＋玻纤PCB板，估计模量无法抵御机体震动
中央支撑的材料改变后，造成机体固有频率改变，是否会和IMU陀螺的刷新频率产生共振，从而导致失控
15寸浆升效太低，悬停功效仅为60%

对S900的一些改进想法：

使用整体成型碳纤桶＋CNC圆框件，不要使用螺丝固紧柱
使用碳纤维增强尼龙扣件，提高配合工差
进行碰撞测试，改进现有CNC外形的塑料件设计，做到在坠毁时能有效保护电机电调和机架
云台和机身结合地方，还是用EPP或吹塑外壳，改进一下气动性能

对航电设备的改进想法：

使用CAN总线串联现有机载设备，PWM信号仍然保留，CAN总线或PWM可由用户选择其中之一作为常态通信
电调要记录温度，转速，最好装个mems imu，同时记录叶片震动，或者fusion到飞控
飞控冗余需要从两个mixer进行对比，用训练好的神经网络判断那个抽风，然后在机体动能微分量作为阈值，进行判断

对人机界面的改进想法：

不要再用PWM遥控器了，这东西过时了，对于有飞控的设备，应该用更简单的界面，比如3Dconnexion的6轴鼠标，单手即可控制6dof姿态
地面站要带风速计，并采用mavlink或者类似协议对自己飞行器的航路进行广播，作为最简单的ATC
开放SDR＋Autopilot通用硬件平台，比如red pitaya，可以同时使用PXF代码在linux上运行APM

看好的动力选择：

t-motor U8 ＋ 27寸浆，估计是能把升效提升到20以上

希望各位在看完这些观点后，能提出宝贵意见。

作者: jiasai 时间: 2014-10-5 00:38
你知道的 dji肯定也知道~
但从效率说 4轴U8+28寸桨最合适老外飞出 2个半小时的成绩~ 视频自己找~

单从实用性来说 S900 足够了~ 纸上谈兵和实际用途是两码事~

作者: 狼牙特战 时间: 2014-10-5 01:01
单从实用性来说 S900 足够了

作者: 快活老高 时间: 2014-10-5 07:01
所谓6轴的安全性是在动力富余量足够的情况，而且S900这个级别的带单反绝对是勉强可以飞起来，单臂失效的结果就是自旋失控。
桨效的提高也是有限度的，到底能到多少不知道，但付出多少代价获得的桨效也是值得参考的数据，对于一个机子来讲，只有适合的动力组合才是最好的。带单反的机子用U8似乎没有必要，也很少有人这样做。
控制系统绝对是最具发展的方向，现有的太依赖飞手的水平了。怎样发展和发展成啥样我们拭目以待。

作者: task00 时间: 2014-10-5 07:51

快活老高发表于 2014-10-5 07:01
所谓6轴的安全性是在动力富余量足够的情况，而且S900这个级别的带单反绝对是勉强可以飞起来，单臂失效的结 ...

多谢老高的回复，目前我飞控代码和硬件设计算是入门了，希望找一个合适的机架和市场方向，开始系统集成开发，请问能和您联系，电话交流吗。

作者: 快活老高 时间: 2014-10-5 08:11

task00 发表于 2014-10-5 07:51
多谢老高的回复，目前我飞控代码和硬件设计算是入门了，希望找一个合适的机架和市场方向，开始系统集成开 ...

看了你对飞控的理解，还有点意思，给个q吧

作者: feifei666 时间: 2014-10-5 10:52
不明觉厉。真的是人外有人，我要尽量向各位老师学习。

作者: dawanpi 时间: 2014-10-5 15:26
DJI和零度都用的是Analog的传感器，然后经过高速ADC取样FPGA分析生成姿态数据给主控控制的，所以这之间任意一个环节出问题都会不稳定，至于双子星的备份，用两个相同的系统互相备份出同时出问题的可能性还是很大，因为这两个系统所处于的环境是一样的。对于CAN总线，现在的AutoQuad就支持通过CAN控制最多16个ESC32，而且在天上飞过的。

作者: task00 时间: 2014-10-5 15:54

dawanpi 发表于 2014-10-5 15:26
DJI和零度都用的是Analog的传感器，然后经过高速ADC取样FPGA分析生成姿态数据给主控控制的，所以这之间任意 ...

多谢提示
目前CAN总线ESC设计，可见代码的只知道Pixhawk的，而且没有公布电路，所以比较难弄
不知道传感器网络和控制总线选择方面，是否建议。

据我所知现在的Ananlog传感器已有型加入DSP进行融合，因为目前没有建模，所以无法模拟出机架共振，电调开环和气流影响等因素的综合效应，也许强健的模型也很难实现。

目前需要的无人机产品，觉得至少需要把工况和控制环路的设备做可靠。

作者: senosy 时间: 2014-10-5 17:40

dawanpi 发表于 2014-10-5 15:26
DJI和零度都用的是Analog的传感器，然后经过高速ADC取样FPGA分析生成姿态数据给主控控制的，所以这之间任意 ...

感觉双传感器本身主要是对抗传感器硬件失效，而不是环境干扰等。

作者: 红色尾巴 时间: 2014-10-5 18:16
x学习学习学习

作者: dawanpi 时间: 2014-10-5 22:35

task00 发表于 2014-10-5 15:54
多谢提示
目前CAN总线ESC设计，可见代码的只知道Pixhawk的，而且没有公布电路，所以比较难弄
不知道传 ...

大哥，AutoQuad虽然硬件不开源，可是代码也是可以看到的好不好
https://code.google.com/p/autoquad/source/list

作者: dawanpi 时间: 2014-10-5 22:39

senosy 发表于 2014-10-5 17:40
感觉双传感器本身主要是对抗传感器硬件失效，而不是环境干扰等。

如果是传感器硬件问题导致在某情形下失效，那么多个一样的传感器同时失效的概率要大于不同厂家的同功能传感器同时失效的概率。就像航天飞机的飞控用的是四套一样的主控相互备份，但是还有第五套系统，这个系统是由不同的团队，用不同的开发工具开发的，作为一个基本的控制系统以提高可靠性。

作者: senosy 时间: 2014-10-6 00:23

dawanpi 发表于 2014-10-5 22:39
如果是传感器硬件问题导致在某情形下失效，那么多个一样的传感器同时失效的概率要大于不同厂家的同功能传 ...

民用的小玩具做到两套传感器已经不错了，成本就那么多，贵了买不起了，能忍就忍吧

作者: task00 时间: 2014-10-6 01:15

senosy 发表于 2014-10-6 00:23
民用的小玩具做到两套传感器已经不错了，成本就那么多，贵了买不起了，能忍就忍吧

掉个red上天，40万飞着，那个降落不稳都是要哭几天的。

作者: task00 时间: 2014-10-6 01:17

dawanpi 发表于 2014-10-5 22:39
如果是传感器硬件问题导致在某情形下失效，那么多个一样的传感器同时失效的概率要大于不同厂家的同功能传 ...

ANN系统来融合两个飞控mixer的输出，那么就可以随便哪家的了。。

作者: senosy 时间: 2014-10-6 13:08

task00 发表于 2014-10-6 01:15
掉个red上天，40万飞着，那个降落不稳都是要哭几天的。

这么贵的机器，飞机要很好的才行！

作者: 384709397 时间: 2014-10-6 14:26
red不是我们能玩得起，主要要在飞行控制系统上改进才是无人机道路前进方向，要研制一套真正完美飞控系统那是不可能的。只能去探索更完美的控制
但对于red这样的贵货，说多了也是泪。只是看是商业还是兴趣而已

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