无人机的原理是什么(告诉大家几百上千架无人机编队飞行表演，原理并且不难)

Posted 2023-05-28

篇首语：不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了无人机的原理是什么(告诉大家几百上千架无人机编队飞行表演，原理并且不难)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

无人机的原理是什么(告诉大家几百上千架无人机编队飞行表演，原理并且不难)

无人机编队的表演效果众所周知，它不仅能够满足人们的视觉要求，还有望取代烟火表演达到零排放量的环保要求。除此之外，于拍摄而言，编队飞行能够在立体空间内快速采集多角度的影像资料，在搜索救援中提供信息支持；对于物流而言，编队飞行能够灵活地派送货物，协力运送重物；对于军用而言，编队飞行能够密集突防，提高任务成功率。所以它的用途还是相当广泛的。

1.无人机基本飞行控制原理这种基本的控制算法已经烂大街了，基本上都在用，在这简单说一下。单台无人机平稳飞行是实现无人机编队飞行的基础。下图是无人机平稳飞行的关键技术原理，CPU实时采集姿态传感器的数据，其中姿态传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计，依靠这9轴姿态信息进行姿态解算融合得到四元数和欧拉角，传感器采集的信息作为当前姿态，目标姿态由遥控器的通道信息决定，二者偏差作为PID的输入控制，姿态控制通过串级PID，外环角度环，内环进入角速度环，整定内环和外环PID之后输出加到姿态控制上，完成无人机的平稳控制飞行。

2.无人机定位

（1）测距定位在每台无人机上安装距离传感器，计算出各台无人机之间的相对距离，然后进行数学建模，根据相应算法得出无人机的位置。它的优点是计算所得位置比较精确，但是运算量比较高，另外三维空间中的距离传感器种类很少。

(2）GPS+气压计通过GPS获得无人机二维平面位置，再结合气压计和超声波模块计算出高度，最终得出飞机空间位置。飞机在低空飞行时通常采用超声波模块获取高度信息，精度很高，在高空时采用气压计。

（3）图像识别定位通过多个摄像头获取环境三维空间图像，使用图像识别技术将图像进行处理，对飞行空间进行数学建模，将识别出的不同维度的无人机位置信息整合，可获得三维空间中无人机位置。该方法在图像识别过程中数据运算量也很大，另外受地域限制，只可在布有摄像头的环境中飞行。 3. 防误撞轨迹规划为防止无人机在变换队形时发生碰撞，我们为每台无人机设置一定的安全距离。如图，以每台无人机为球心，固定距离为半径的球体设为其安全区域，其他无人机不得进入。若在飞行过程中需要经过其他无人机的安全区域，该无人机必须绕行到达目标位置，不可直线行进，避免发生碰撞。

4. 位置信息共享无人机如要完成整齐的编队动作，必须统筹规划所有无人机的实时飞行位置。为此，需要设定一台无人机作为主机，其余为副机。主机负责接收信标台的控制信息，然后进行解算，把预定路径中每台无人机的位置通过远距离通信模块传送给副机，设置合适的信息格式，副机接收到主机的位置信息后把其作为自己的目标位置向其飞行，实现所有无人机的路径统筹规划。