[飛控]如何學習無人機-入門篇

學什麼

我把無人機分紅3個大模塊

操做

目的：組裝無人機，享受駕駛無人機的樂趣。

抱歉我給不了太多建議，由於我從沒有以此爲目進行過學習，可是我知道這一部分的知識關鍵詞是【航模】，有很是多的【航模】發燒友能夠給你更專業的意見。

知識

目的：瞭解無人機的本質

知識解決的是「why?」 若是你遇到的問題一般是，爲何要用歐拉角？爲何要用濾波？那說明你如今須要的問題都是知識型問題。關鍵詞是【導航】【控制】等理論知識。

開發

目的：實現一個具體功能，好比：室內懸停，避障，全自動A點飛到B點等等

經過【知識】，使用【工具】完成本身的目標，【編程語言】【操做系統】等等在飛控開發裏可以使用就行

開發須要解決具體的問題，前提是你知道必定的無人機知識。

開發解決的是 「how？」,怎麼裝編譯環境？怎麼調試？這個算法怎麼寫？這一部分的關鍵詞是【編程】【嵌入式】等專業技能。

怎麼學

其實若是你單獨學同樣，仍是挺容易的，飛手專心學操做，學生專心學知識。無非就是多動手，和多看書嘛。

就是這個開發，很氣人，飛控原本就是個交叉學科，原本就涉及不少不一樣學科的專業知識，可是由於你還須要把知識應用起來，又涉及一些計算機知識，編程知識等等。讓整個學習過程變的很是龐大無從下手。

可是，恰恰咱們大部分人學無人機的目的都是學開發對吧，那我就拋磚引玉，結合我多年走彎路的基礎上，介紹一下我認爲比較合適順序。

先給出建議：學習開發 專業知識>編程能力

飛控開發不須要特別強大的編程能力和花哨的編程技巧，相反一般是你經過你的專業知識，先想到解決方案，而後再稍做修改，或者簡單的實現一下算法，因此：

不要經過開源代碼去學飛控!!!!

不要經過開源代碼去學飛控!!!!

不要經過開源代碼去學飛控!!!!

爲何不要，由於「飛控知識」到「飛控代碼」飛控代碼 的過程當中，除了算法須要一些離散化，和一些迭代過程，還伴隨着做者本身對算法的理解，選擇，和編程習慣。

若是你試圖從 飛控代碼 ，反推 飛控算法 ，除非你自己對這個算法已經很是熟悉，否者即便你編程能力強，操做系統，嵌入式，編程語言，這些知識都很是強，你看代碼依然會很迷茫，你看到懂每一行代碼，但殊不知道爲何要這樣寫。

舉個栗子：我以前分析過一行濾波代碼，背後涉及的知識點遠遠超出你的想象，若是你指望經過代碼學習飛控知識簡直是給本身開了個【地獄模式】。

最快速的路線是你對算法已經有必定的瞭解，你知道這個算法應該應用在飛控系統中的哪一個環節，你知道這個算法有什麼用，而後你很好奇這個算法怎麼經過編程實現的？你找來了開源代碼做爲參考，相互對應下，你更加理解了算法，同時也知道了算法如何經過編程實現。

固然這個過程每每也不會這麼順利，可能你找的開源代碼過於複雜，即便你比較熟悉算法，依然看不懂被程序加工後的算法函數，起碼你已經能夠明確，目前你看不懂是由於一些編程技巧致使的，你就可專心去攻克這個問題，而不是苦思冥想爲啥我每天看就是看不懂？

因此首先明確究竟是哪一個步驟致使你的學習很難進行下去！

1.專業知識的阻礙

大部分人應該都會被困在這裏一段時間吧，畢竟飛控涉及的專業知識太多了，可是一般你只須要深刻理解其中一個部分，因此個人建議是先構建專業知識的框架。

若是你還不知道你到底想學哪一個部分我先給你一個圖感覺一下。

這是一個簡單的模塊劃分：

1.無人機上的傳感器獲取數據

2.導航系統經過傳感器數據獲得當前飛機導航數據包括位置，速度，姿態等等

3.決策層提供目標，決策能夠是遙控，也能夠是自動導航

4.根據當前的導航信息，和決策層給出的目標，進行控制，是飛機以達到目標爲目的進行動做

5.控制器給出輸出，經過控制分配，給每一個電機PWM，使電機以必定的速度轉動。

6.電機轉動，飛機當前的導航信息發生變化。

7.回到第一步，獲取傳感器數據，以獲得最新的飛機導航信息。

這個簡單的劃分能夠看到，無人機系統實際上是有很是多的模塊組成的，初學者並不須要每一個部分都升入瞭解，可是你須要有這麼個框架概念，你就能夠定位你須要的知識屬於哪一個部分，你才能去針對性的學習。

這個階段主要以搭建知識架構爲主，能夠忽略一些細節，不要被一些具體問題卡主，堅持看下去，有了知識框架後，再回頭專研某個具體問題。

好比姿態控制，第一步確定是從導航讀取當前姿態，從某個地方獲取指望姿態，而後求姿態偏差，而後進行控制，最開始你能夠不知道每一個細節如何實現，等你有了這個架構。

在去定位具體問題，導航如何獲取姿態，首先確定是從傳感器讀取原始數據，進行一些濾波，而後融合，最後獲得可用的姿態，把每一個大問題也拆分紅框架，最後你就有了整個知識。

一旦你構建好了你的知識框架，遇到問題你能夠快速定位在你的框架體系中，就能夠經過相關專業名稱搜索來快速查找資料，同時平時若是看見一些討論，一些好的文章，論文，均可以迅速添加到你的知識框架裏。

你看，我確實不懂導航，以前也沒接觸過，主要是工做上暫時用不到，可是個人知識框架仍是在的，只要有須要，我隨時均可以開始查閱資料進行學習。

如何構建你本身的知識框架呢？你要是以前問我，我也沒有答案，由於個人學習過程，都是經過關鍵詞的搜索。

可是如今我有更好的答案：《多旋翼飛行器設計與控制》全權 ，全權老師這本書是我看過最全面的書籍，很是適合旋翼的學習，是我手邊如今最常翻閱的書籍。

2.編程技巧的阻礙

若是你已經有必定的基礎，瞭解一些專業知識，確定會火燒眉毛，想要知道書上的知識如何變成代碼，這時候一份優秀的開源代碼，是最適合你的學習資料。

可是，我歷來都不建議，沒有編程經驗，沒有接觸過嵌入式系統的朋友，一開始就直接看 APM ，PX4 的代碼。

他們的系統過於龐大，很容易打擊學習的積極性，一會就放棄了，我甚至一度懷疑這玩意只有計算機專業的人才能看的懂吧，我是否是該先去學計算機？

能夠找一些本身能看懂的比較簡單的飛控代碼看，關鍵詞【小四軸】，代碼會簡單一些，可是麻雀雖小五臟俱全，該有的都有，依然是很好的入門資料。學習的時候千萬不要貪心，就選擇本身能看懂的資料就行，能看懂的才能堅持下去，慢慢遞增難度，學習貴在堅持，只要能堅持學下去，之後都能看懂。

其實看懂代碼並不須要特別強的編程能力，由於只是閱讀而已，

給出一些關鍵字：【構造函數】【重載】【啓動腳本】【uorb】【建立線程】，若是熟悉這幾個概念，看懂 PX4 ，apm 的代碼也僅僅是須要點耐心。

閱讀工具：understand (強列推薦)

具體讀代碼的小技巧能夠看我以前的文章【打造本身的工做流】

至於實現算法，簡單的 if else , switch ,for 基本也夠用了，大部分狀況不須要特別花哨的技巧。

3.PX4，APM的阻礙

若是你有必定的專業知識，同時編程能力也比較優秀，恭喜你，成爲一名優秀的飛控工程師就只須要一點點耐心。

這時候你能夠充分利用開源界兩大教科書（APM ，PX4），不論何時他們依然是最好的參考資料，可是同時也會給學習的人帶來而外的迷茫。

由於這兩個參考資料太過耀眼，你可能會把他們做爲金科玉律，以致於你可能會很是困惑，爲何他要這麼作，跟書上的不太同樣？

但我想說的是，他們是很好的代碼，可是依然有不少做者的偏好，因此不少地方不過就是做者作了一些取捨，作了一些選擇，不要迷失在深究爲何做者爲何這樣寫，反卻是你能夠提出質疑，若是是我，我會怎麼處理這個問題。不要被代碼支配，代碼只是幫助你學習的一個工具而已。

盯住你的目標

若是你看到這裏，依然摩拳擦掌，躍躍欲試，那就放心大膽的幹。

不要擔憂我是否是先把數學學好再開始？我是否是先學會C++再開始？我是否是先學好嵌入式系統再開始？

都不須要，你的目標只有一個，就是學會飛控，

若是在你創建知識框架的時候，剛體力學阻礙了你，那就去查資料，把這部分解決，而後繼續回到你飛控的學習主線，什麼問題阻礙了你，你就去解決它，而後再回歸你的主線任務。

你要時刻明白，你作的全部編程學習，數學學習，嵌入式學習，都是爲了學習飛控的輔助技能，不要被輔助技能嚇倒，或者迷惑。

飛控是個交叉學科，你永遠不可能把全部知識都準備充分再開始，你須要的是在遇到障礙的時候都保持耐心，堅持一下，僅此而已。

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