無人機的飛行原理及控制方法（以四旋翼無人機為例）

四旋翼無人機一般是由檢測模塊，控制模塊，執行模塊以及供電模塊組成。

檢測模塊實現對當前姿態進行量測；執行模塊則是對當前姿態進行解算，優化控制，并對執行模塊產生相對應的控制量；供電模塊對整個系統進行供電。

四旋翼無人機機身是由對稱的十字形剛體結構構成，材料多采用質量輕、強度不錯的碳素纖維。

在十字形結構的四個端點分別安裝一個由兩片槳葉組成的旋翼為飛行器提供飛行動力，每個旋翼均安裝在一個電機轉子上，通過控制電機的轉動狀態控制每個旋翼的轉速，來提供不同的升力以實現各種姿態；每個電機均又與電機驅動部件、中心控制單元相連接，通過中心控制單元提供的控制信號來調節轉速大小；IMU慣性測量單元為中心控制單元提供姿態解算的數據，機身上的檢測模塊為無人機提供了解自身位姿情況直接的數據，為四旋翼無人機后期實現復雜環境下的自主飛行提供了確定。

現將位于四旋翼機身同一對角線上的旋翼歸為一組，前后端的旋翼沿順時針方向旋轉，從而可以產生順時針方向的扭矩；而左右端旋翼沿逆時針方向旋轉，從而產生逆時針方向的扭矩，如此四個旋翼旋轉所產生的扭矩便可相互之間抵消掉。由此可知，四旋翼飛行器的所有姿態和位置的控制都是通過調節四個驅動電機的速度實現的。一般來說，四旋翼無人機的運動狀態主要分為懸停、垂直運動、滾動運動、俯仰運動以及偏航運動五種狀態。

無人機因為具有高空靈活且不受地形限制的優點，在、巡檢、安防等區域有著普遍的應用，也讓該區域的智能化與速率好化普遍地提升。但守舊行業應用無人機也存在人員編制、技術水平、成本與管理等方面的局限性，因此自動化無人機場應運而生，通過實現無人機的自動起降、自動巡航、自動充電，解決無人機在行業應用中的局限性。是，以自動機場為基礎的全自動飛行系統可以的實現無人機作業的自動化和遠程化，進一步降低巡檢工作對人工的依賴，提升作業任務的即時響應能力。通過無人機在多個自動機場之間的跳飛還可以擴展無人機的作業范圍。全自動飛行系統可以幫助各個行業的客戶良好的應用工業無人機，助力無人機行業應用的快發展。

無人機指的是由控制站管理（包括遠程操縱或自主飛行）的無人駕駛飛行器（或航空器）的統稱，而通常我們說的無人機主要是指旋翼飛行器。無人機種類繁多，包含但不限于四旋翼無人機、六旋翼無人機、固定翼無人機、混合翼無人機等等。“無人機機場”（也稱為無人機機庫，或無人機蜂巢），這個詞是由drone（無人機）和airport（機場）組合而成的，是指為專為無人機設計、用的停放場所，功能不同無人機機場包含的內容相差大，可以是半自動的、也可以是無人值守的全自動系統。目前，市面上的主流無人機機場的主要功能有：

1、停放無人機：無人機戶外存放、防護的場所。

2、自主充電：無人機場內置電池，可自動完成無人機電池替換（或充電），并將換下的電池自動充電，無人機能進行高頻次、密集型巡飛任務。

3、自主巡檢：運用GPS、圖像識別、AI飛行等核心技術，無人機自主決策航跡、姿態、拍攝參數，獲取質量好巡檢數據。

4、一鍵起飛：無人機無任務時，會停放在自動機場內，有任務時可隨時從機場起飛，自動執行任務并自主降落。

5、準確定位：自動機場采用了RTK（或視覺融合）引導降落，無論白天黑夜或者刮風下雨，無人機每次都能準確降落到機場內。

6、實時氣象探測：無人機均有其各自的無人條件，所以機場要裝有常規氣象傳感器，對氣象參數直接測量，主要是指溫度、風向、風速、降雨量等。

7、實時傳輸：通過控制平臺把前端無人機實時圖片（或視頻、采集的其它數據等）實時傳輸到后端進行顯示或處理。

8、飛行航線規劃：依托于配套的軟件系統可以為機場內的無人機規劃飛行路線（或飛行任務）。

9、機場（含無人機）狀態檢測和控制：依托于配套的軟件系統，可以對無人機場的各類狀態進行檢測，包括無人機的各項狀態指標，確定無人機機場在良好的待命狀態。

10、遠程監控：機場內部和外部分別安裝的監控攝像頭，可通過遠程進行監控和報警。