利用PDA當飛行控制電腦

mass

原帖由 飛不起來 於 2007年7月22日 09:34 PM 發表
感謝前輩解惑....
既然所有的軟硬體都足以支援小弟所說主題,那想必可行性頗高....
可是小弟遍尋不著有類似的文章(中文),或許因為小弟不是相關科系,所以不懂門路,還望前輩指點....
順帶一提,小弟是學機械滴.....

被你稱前輩不敢當，大家互相討論教學相長

首先必須先瞭解PWM訊號如何控制伺服機，在廣營公司的討論區有一些討論，
可惜廣營不太理這些玩家，你可以去看看。

遙控器每一個動作會產生一個PWM訊號，遙控器會將其整合成一組串列的訊號，
送至發射模組。
接收機收到這一串的訊號會解碼還原成並列的各動作訊號，分別驅動各個伺服機。

我大概也瞭解到這個地步，寫程式來控制伺服機也只於想而懶得動

飛不起來

我原先的想法是,如果遙控直昇機那麼難以控制,那為何不再機身上擺台可以穩定機身的PDA...這還只是基本功能,如果要更高階一點的話,我想甚至可以用來做一些簡單的自動飛行....
嘿嘿嘿......終極目標是可以設計一連串的動作,就是3D啦,.....
以下是我想出來的一些基本功能....
1.穩定機身
2.伺服器調校
3.安全斷油(熄火)
4.設定飛行空域
只是一些想法...歡迎各位飛友指正.....

邁叩救登

要完全自動飛行要很麻煩的...要有很多感應器在機子上,基本上以現在科技一定做得到的.但是那會花很多錢沒那麼容易!!!更何況那就失去"遙控"直升機的意義了...會玩這東西基本上都是對飛行機有夢想想自己操控,如果都寫程式讓機子自己飛,那就到飛場看人飛就好了...不要想那麼多了趕快練習你的名子就能把"不"去掉了

[ 本帖最後由 邁叩救登 於 2007年7月24日 02:04 PM 編輯 ]

mass

原帖由 邁叩救登 於 2007年7月24日 02:01 PM 發表
要完全自動飛行要很麻煩的...要有很多感應器在機子上,基本上以現在科技一定做得到的.但是那會花很多錢沒那麼容易!!!更何況那就失去"遙控"直升機的意義了...會玩這東西基本上都是對飛行機有夢想想自己操控,如果都 ...

嗯！贊同樓上大大的看法
美國都已經軍事化了，國內大學也有不錯的成果。
所以我們不過是玩遙控嘛！
何必搞的那麼複雜

Hiankun

先用我們自己來做例子比較好懂，我們人的感測器就是眼睛，你的眼睛一定要夠好，看得清楚機子的位置、姿態、速度、速度變化快慢、姿態變化快慢，然後才能透過你的大腦（也就是機載電腦，無論是 PDA 還是哪一種單板電腦、微處理器...）來進行處理。

你的大腦裡面有控制直昇機的方法（控制律），裡面有各個動作的「感度」，經過長久的練習，你的大腦已經知道直昇機在甚麼情況下，哪個搖桿的動作要打多少、打多快，才能讓直昇機停懸、前進、後退、八字...

然後，你的雙手手指要能夠準確傳達大腦的控制命令，也就是手腦要協調，這個大概可以類比為制動器，把機載電腦經過控制律解算出來的控制命令，轉變成舵面動作，直昇機上面的伺服機大概就是這個角色。

因此，要做到機載電腦自動控制直昇機，您需要能夠用以下各項設備、技術，來取代人的雙眼、大腦，以及長久練習的經驗：

感測器，用來感測機子的一些物理量，以便傳給機載電腦做自動控制；上頭提到眼睛看到的那些機體變化，用物理名詞來說，就是直昇機的三度空間位置（通常是由 GPS 接收器提供）、三軸姿態角、三軸加速度、三軸角速率（以上通常由慣性量測元件提供）。其中單靠一個機載的 GPS，要做到可以準確控制直昇機在空中的位置是不太可能的，因為單一 GPS 的位置誤差超過十公尺是常有的，想像一下，你的眼睛脫窗，把已經快要撞到地面的直昇機，看成還在三層樓高，那是多恐怖的一件事情... 因此，需要地面上另一個 GPS 主站來提供修正量，讓直昇機上那個 GPS 接收器可以即時進行差分修正，稱為差分式 GPS 或 DGPS。

再來，機載電腦就是要代替我們的大腦，來處理感測器量到的各個物理量。如果是用 PDA 當機載電腦，那就要讓 PDA 可以即時讀取上述的那些感測器的輸入，然後透過寫在 PDA 裡面的控制律，來輸出直昇機伺服機可以接受的 PWM 訊號，讓伺服機做出正確的動作，把直昇機控制在想要的姿態或位置上。

控制律怎麼設計呢？我們學飛的時候並沒有一套控制律，只有簡單的一些基本概念跟邏輯，例如機子偏左，我們就向右修正；偏很多、很快，我們的搖桿就反方向打越多、越猛。這是基本的模糊控制（Fuzzy control）概念。另一種主流的控制律設計方式，則是先想辦法量得直昇機輸入（我們的搖桿動作量）與相對應的輸出（直昇機的反應跟動作）之間的關係，然後進行系統鑑別。

系統鑑別的概念也很簡單，有點像是用一些方法，推敲出某個未知的東西的特性。例如今天在路上撿到一隻外星人，帶回家之後你開始對它進行測試：先把它丟進冰箱，發現它很高興的樣子，拿出來之後，它又一副快死掉的模樣，所以我們就知道這隻外星人習慣生活在低溫環境；然後拿食物給它，它捏著鼻子（如果有的話）、一直撞牆，於是我們抓它去廁所丟進還沒沖水的馬桶（誰這麼髒？），發現它很快地把大便吃光光，所以我們知道這隻外星人可能是吃大便長大的；最後，我們讓它聽古典樂，它很生氣、一直吼叫，然後我們抓它去看電視新聞，發現它看得哈哈大笑，我們就知道，原來外星人水準並不高，或者，它以為它在看綜藝節目。

對這隻外星人進行了以上的「鑑別」之後，我們就知道，以後只要把它關在冰箱，三餐餵它吃大便，想到就給它看電視新聞，那就可以把它養得還不錯。

扯太遠了，一般進行系統鑑別，得先把直昇機的物理模型寫成數學形式，裡面的一些參數，就是透過系統鑑別來得到；之後，有了完整的數學模型，才能設計控制律。

控制律設計完成後，寫進機載電腦（如 PDA），理論上就大功告成。當然，很少有臭屁到第一次就成功的，通常還得測試、調整參數，讓直昇機達到預期的自動控制功能，或者至少滿足一些最低限度的要求。

以上，還不包括如何用人為的硬體、軟體，來代替人類的神經傳導（把資料送進 PDA，讓 PDA 送出伺服機可以接受的訊號... 等等），更不包括如何解決電訊干擾的問題（想像一下飛直昇機的時候，一個家境清寒、所以只能穿少少的辣妹突然出現在身邊，害你大腦斷訊的後果）。

這些野人獻曝，給有興趣自己玩無人直昇機的同好參考。

Hiankun

原帖由 飛不起來 於 2007年7月24日 12:23 發表
我原先的想法是,如果遙控直昇機那麼難以控制,那為何不再機身上擺台可以穩定機身的PDA...這還只是基本功能,如果要更高階一點的話,我想甚至可以用來做一些簡單的自動飛行....
嘿嘿嘿......終極目標是可以設計一連 ...

機身穩定，確實是基本功能，也是必要的第一步。

國內的各研究單位、大學，就我所知，目前做到最好的是「差不多可以停懸」；其困難之處如前所述，那麼多感測器，要確保每一個都正常運作，然後，直昇機本身又不好控制（想想我們把停懸練好花多久時間）、不穩定，所以門檻才會那麼高。