這篇文章來(lái)源于DevicePlus.com英語(yǔ)網(wǎng)站的翻譯稿。

在之前的文章《DIYRaspberry Pi無(wú)人機(jī)：機(jī)械構(gòu)造–第1部分》 和 《DIYRaspberry Pi無(wú)人機(jī)：機(jī)械構(gòu)造–第1部分（續(xù)）》，我們介紹了系統(tǒng)中的單個(gè)硬件，并組裝完成了四軸飛行器。在第二部分中，我們將介紹該四軸飛行器的軟件部分。我們將配置發(fā)射器和接收器并連接到NAZA。

通過(guò)該項(xiàng)目，我們可以利用一些現(xiàn)成的組件組裝一臺(tái)能夠拍攝高質(zhì)量航拍照片以及穩(wěn)定高清視頻的四軸飛行器。該飛行器還會(huì)配備多種安全功能，所以新手也可以自信地操作該四軸飛行器。四軸飛行器的實(shí)時(shí)視頻流通過(guò)Wifi從Raspberry Pi傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備上。該無(wú)人機(jī)還搭載了一個(gè)Linux計(jì)算機(jī)，這會(huì)為我您來(lái)許多創(chuàng)造性—額外的傳感器，計(jì)算機(jī)視覺(jué)等。

硬件

第一部分組裝的四軸飛行器：

DJI F450 ARF (幾乎到手即飛) 套件

3300mAh 3S 35C LiPo 電池（附帶T型接頭）

EV-Peak – AP606 – 50W DC LiPo 電池充電器/放電器 (大多數(shù)LiPo充電器都適用)

RadioLink AT9 2.4GHz 9CH 發(fā)射器，R9D 9CH接收器

Xiaomi Yi 運(yùn)動(dòng)相機(jī)（附帶microSD卡）

FeiYu Tech Mini 3D 3軸無(wú)刷萬(wàn)向節(jié)

Raspberry Pi (Model A+), microSD 卡

Raspberry Pi 相機(jī)模塊

任意支持802.11a/n/ac（5GHz頻段）的USB無(wú)線網(wǎng)卡——本項(xiàng)目用的是D-Link DWA-160

各種公母T型接頭

RadioLink AT9 2.4GHz 9CH 發(fā)射器，R9D 9CH接收器

吸盤(pán)式車(chē)載手機(jī)支架

4個(gè)M3螺栓，8個(gè)M3螺母

安卓手機(jī)

MicroB USB 數(shù)據(jù)線

軟件

Naza-M Lite Assistant (點(diǎn)擊此處下載)

發(fā)射器和接收器配置

第1步：配置模式類(lèi)型

發(fā)射器第一次開(kāi)機(jī)時(shí)，您將會(huì)看到一個(gè)與下圖非常相似的菜單。此菜單包含幾個(gè)很有用的指示標(biāo)志：右上方是發(fā)射器的電池電壓；電池電壓正下方是四軸飛行器的飛行模式；電池電壓的左側(cè)是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的信號(hào)強(qiáng)度；T1和T2是可以通過(guò)開(kāi)關(guān)激活的計(jì)時(shí)器。

圖1.發(fā)射器主屏幕

要訪問(wèn)配置菜單我們需要配置發(fā)射器，只需要簡(jiǎn)單地按下Mode按鈕。用屏幕右側(cè)的滾輪選擇MODEL TYPE選項(xiàng)，然后通過(guò)按下滾輪進(jìn)入菜單。（現(xiàn)在開(kāi)始，我將定義這個(gè)操作為按下回車(chē)鍵）。

圖2.模式配置菜單

如您所見(jiàn)，我們的發(fā)射器默認(rèn)配置為“HELICOPTER”，為了讓我們的發(fā)射器為四軸飛行器工作，我們必須將模式改成“AIRCRAFT”。為此，先選擇“TYPE”，然后按下中間按鈕，滾動(dòng)選擇到“AIRCRAFT”，按下回車(chē)鍵保存您的選項(xiàng)。

圖3.調(diào)整模式類(lèi)型后的模式配置菜單

將模式類(lèi)型設(shè)置為AIRCRAFT后，您將看到如圖3所示的四軸飛行器圖標(biāo)。接下來(lái)讓我們配置端點(diǎn)值！

第2步：配置通道端點(diǎn)值

圖4.通道端點(diǎn)菜單

進(jìn)入END POINT菜單。前四個(gè)通道保持不變。但是，我們需要更改通道5和通道6的端點(diǎn)值。使用滾輪選擇第五個(gè)通道，然后按回車(chē)鍵，并調(diào)整通道的低點(diǎn)（L）和高點(diǎn)（H），使其與上圖匹配。

第3步：配置通道反向

圖5.通道反向菜單

發(fā)射器的“ELEVATOR”通道和”THROTTLE”通道默認(rèn)反向，為了糾正這個(gè)問(wèn)題，我們進(jìn)入“REVERSE”菜單并且反轉(zhuǎn)”ELEV”通道和“THRO”通道。選擇相應(yīng)通道，按下回車(chē)鍵，使用滾輪將NOR更改為REV。

第4步：配置輔助通道

圖6.輔助通道菜單

要將三向開(kāi)關(guān)鏈接到飛行模式和方向鎖定通道，請(qǐng)進(jìn)入AUX-CH菜單。在此頁(yè)面上，只需將CH6開(kāi)關(guān)設(shè)置為SwG即可。

第5步：配置故障保護(hù)模式

圖7.故障保護(hù)配置菜單

如果發(fā)射器與接收器的連接中斷，我們希望四軸飛行器能自動(dòng)進(jìn)入故障保護(hù)模式。為此，請(qǐng)進(jìn)入F/S菜單，按照上圖設(shè)置故障保護(hù)通道的數(shù)值。實(shí)際上，我們將“AILERON”、“ELEVATOR”、“RUDDER”設(shè)為默認(rèn)值，將“THROTTLE”設(shè)為50%（懸停），將飛行模式切換至故障安全模式。

第6步：下載并安裝NAZA-M Lite Assistant

要配置NAZA-M Lite，我們需要在Windows電腦上安裝NAZA-M LiteAssistant。您 可以點(diǎn)擊此處下載。請(qǐng)按照屏幕上的說(shuō)明進(jìn)行安裝。

第7步：配置并連接到NAZA

圖8.DJI NAZA-M Lite Assistant主頁(yè)

NAZA-M Lite的飛行模式有多種。我們來(lái)看一下3種控制模式。

控制模式 – DJI Wiki

GPS姿態(tài)模式（GPS Attitude Mode）：與GPS巡航模式相同。唯一的區(qū)別是該模式控制的是直升機(jī)姿態(tài)。操縱桿的中心位置為0°姿態(tài)，端點(diǎn)為45°，這是一個(gè)固定限制。GPS姿態(tài)模式可用于大型飛行運(yùn)動(dòng)，能為您帶來(lái)出色的新型飛行體驗(yàn)。

對(duì)于Ace系列、WooKong-H系列和Naza-M系列，端點(diǎn)是45°。

對(duì)于WooKong-M系列，端點(diǎn)是35°。

姿態(tài)模式（Attitude Mode）：適用于無(wú)GPS信號(hào)或GPS信號(hào)弱的環(huán)境。Ace One可以精確地控制姿態(tài)穩(wěn)定性并準(zhǔn)確鎖定飛行高度；操縱桿的中心位置為0°姿態(tài)，端點(diǎn)為45°，這是一個(gè)固定限制。姿態(tài)模式可用于大型飛行運(yùn)動(dòng)。

對(duì)于Ace系列、WooKong-H系列和Naza-M系列，端點(diǎn)是45°。

對(duì)于WooKong-M系列，端點(diǎn)是35°。

手動(dòng)模式（Manual Mode）：就是直接進(jìn)行機(jī)械驅(qū)動(dòng)。除無(wú)平衡翼功能外，系統(tǒng)的自動(dòng)駕駛儀不能保持飛機(jī)平穩(wěn)。所以手動(dòng)模式適合經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員。

故障保護(hù)功能啟用后，四軸飛行器不再響應(yīng)您的輸入命令，并自動(dòng)返回其起飛位置。當(dāng)四軸飛行器失去控制或者四軸飛行器距離您太遠(yuǎn)而無(wú)法輕松將其帶回家時(shí)，此功能非常有用（特別是對(duì)于飛行新手）。

第8步：配置方向

圖9.框架布局選擇界面

在Aircraft選項(xiàng)卡中，我們可以選擇無(wú)人機(jī)的框架布局。我們應(yīng)選擇“Quad-rotor X”。沒(méi)有選擇第一個(gè)選項(xiàng)“Quad-rotor I”的原因是方向。您還記得下圖吧？

圖10.NAZA的電機(jī)編號(hào)定義 / ?kenstone6.net

之前我們根據(jù)上圖顯示的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?qū)㈦姍C(jī)連至飛行控制器。圖9中的紅色機(jī)臂，即圖10中的M2和M1表示四軸飛行器的前部。

第9步：配置GPS Mounting

圖11.GPS Mounting設(shè)置

在Mounting選項(xiàng)卡中，我們需要輸入GPS坐標(biāo)。首先，您需要平衡四軸飛行器的重心使其在中心板的正中。然后，在X、Y、Z軸（圖11）填入GPS的機(jī)身中點(diǎn)以及四軸飛行器重心。MC ESC端口的方向應(yīng)指向機(jī)頭方向。

第10步：配置RC

圖12.R/C TX和RX設(shè)置

在此頁(yè)面上，您可以查看每個(gè)通道的數(shù)值和當(dāng)前的飛行模式。確保將Receiver Type選為T(mén)radition。其他選項(xiàng)保持不變?！癎ain”頁(yè)面可以忽略。

第11步：配置電機(jī)怠速

圖13.電機(jī)設(shè)置

請(qǐng)將Motor Idle Speed設(shè)為RECOMMENDED，將Cut Off Type設(shè)為Immediately。

第12步：?jiǎn)⒂霉收媳Ｗo(hù)

圖14.故障保護(hù)設(shè)置

這是我們選擇進(jìn)入故障保護(hù)飛行模式時(shí)發(fā)生的情況的頁(yè)面。我選擇了“Go-Home and Landing”而不是“Landing”，這是因?yàn)楣收媳Ｗo(hù)功能激活后，“Landing“會(huì)讓無(wú)人機(jī)在當(dāng)前位置立即降落，即使這并不是一個(gè)安全的降落點(diǎn)。取而代之的” Go-Home and Landing”選項(xiàng)會(huì)讓四軸飛行器升至20m的高度（如果飛行高度高于20m，那么保持不變），然后自己飛到起飛點(diǎn)上方，然后慢慢降落。

第13步：?jiǎn)⒂梅较蜴i定

圖15.智能方向控制（IOC）設(shè)置

IOC基本上是無(wú)頭模式，當(dāng)您嘗試將相機(jī)定位某個(gè)特定角度時(shí)很有用。有兩種鎖定方式：返航點(diǎn)鎖定（前進(jìn)方向=記錄的機(jī)頭方向）和航向鎖定（前進(jìn)方向=四軸飛行器的原點(diǎn)）。我們不會(huì)使用這些鎖定。請(qǐng)將這2個(gè)通道設(shè)為“OFF”。

請(qǐng)忽略“Gimbal”配置頁(yè)面。

第14步：配置電池故障保護(hù)

圖16.電池故障保護(hù)頁(yè)面

正如本系列第1部分描述的，使用LiPo電池時(shí)一定要小心，務(wù)必確保安全。飛行過(guò)程中我們最應(yīng)該關(guān)注電池的電壓。為防止電池過(guò)度放電，將Protection Switch設(shè)置為”O(jiān)N”來(lái)啟用低電壓警報(bào)，然后將電池類(lèi)型更改為3S LiPo。我建議將“First Level Protection”負(fù)載電壓設(shè)置為10.50V，將“Second Level Protection”負(fù)載電壓設(shè)置為10.00V。

“First Level Protection“只會(huì)導(dǎo)致NAZA LED指示燈紅光快速閃爍。如果在飛行過(guò)程中看到此警報(bào)，應(yīng)安全降落無(wú)人機(jī)。如果等待“二級(jí)保護(hù)”生效，那么四軸飛行器會(huì)自動(dòng)著陸，以防止電池?fù)p壞。

第15步：校準(zhǔn)IMU

圖17.IMU校準(zhǔn)頁(yè)面

第一次駕駛四軸飛行器之前，請(qǐng)務(wù)必校準(zhǔn)陀螺儀和加速度計(jì)。為此，只需將四軸飛行器放在一個(gè)水平面上，然后單擊頁(yè)面底部附近的“Basic Cali”按鈕即可。

本文到此結(jié)束！在下一篇文章中，我們將介紹如何設(shè)置FPV。這部分非常重要，因?yàn)樗试S通過(guò)WiFi將四軸飛行器的實(shí)時(shí)視頻流從Raspberry Pi傳送到移動(dòng)設(shè)備。我們會(huì)用到一部安卓手機(jī)。我們還將在飛行四軸飛行器之前創(chuàng)建一個(gè)飛行前檢查清單。

Brenton Sutherland

Brenton目前就讀于滑鐵盧大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)，擁有多年C++和Python編程經(jīng)驗(yàn)，并且開(kāi)發(fā)過(guò)多個(gè)Raspberry Pi和Arduino項(xiàng)目。

審核編輯黃宇