與無(wú)人駕駛技術(shù)所關(guān)注的車(chē)輛定位不同，無(wú)人機(jī)的位置必須用x，y和z三個(gè)坐標(biāo)才能確定，而且還需要關(guān)注飛行姿態(tài)的問(wèn)題。之前的文章《入門(mén)大疆SDK開(kāi)發(fā)前，你需要了解這些…》提及到：
無(wú)人機(jī)app的開(kāi)發(fā)是面向三維的開(kāi)發(fā)，了解空間坐標(biāo)系系統(tǒng)（負(fù)責(zé)定位），及Roll、Pitch和Yaw的原理（負(fù)責(zé)移動(dòng)）將會(huì)對(duì)開(kāi)發(fā)很有幫助。
所以今天就為大家整理一下涉及到飛行控制的一些概念：
飛行器朝向和運(yùn)動(dòng)方向
對(duì)于高度對(duì)稱(chēng)的多軸無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，搞清楚飛行器的機(jī)頭方向是控制其運(yùn)動(dòng)向量的重要概念。以大疆的飛行器為例，飛行器啟動(dòng)后，我們可以根據(jù)LED指示來(lái)判斷機(jī)頭方向（紅燈常亮代表機(jī)頭方向），另外也可以根據(jù)DJIGo(4)界面里的姿態(tài)球功能來(lái)判斷機(jī)頭方向和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
姿態(tài)球顯示飛機(jī)的姿態(tài)變化、相對(duì)位置和機(jī)頭轉(zhuǎn)向：
飛機(jī)向前飛行時(shí)，藍(lán)色水平面相應(yīng)上升。
飛機(jī)向后飛行時(shí)，藍(lán)色水平面相應(yīng)下降。
飛機(jī)向右飛行時(shí)，藍(lán)色水平面朝右側(cè)傾斜。
飛機(jī)向左飛行時(shí)，藍(lán)色水平面朝左側(cè)傾斜。
飛機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)頭時(shí)，紅色飛機(jī)相應(yīng)旋轉(zhuǎn)，尖角方向?yàn)闄C(jī)頭方向
姿態(tài)球中紅色飛機(jī)機(jī)頭方向有一束綠光，表示相機(jī)鏡頭朝向
姿態(tài)球中心表示遙控器所在位置，一束白光為遙控器朝向
三維坐標(biāo)系統(tǒng)
在我們地球的三維空間，我們通常用3個(gè)軸的矢量位移來(lái)描述一個(gè)物體在三維空間的運(yùn)動(dòng)和位置，這三個(gè)軸通常表示為x（經(jīng)度），y（緯度）和z（高度）。而圍繞這3個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)所引起三種不同的運(yùn)動(dòng)被稱(chēng)為Roll,Pitch和Yaw。
飛行器的移動(dòng)指令
Roll–以x軸為軸心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，形成左右「失衡」的傾角
Pitch–以y軸為軸心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，形成前后「翹動(dòng)」的傾角
Yaw–以z軸為軸心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生機(jī)頭朝向變化的傾角
Roll，Pitch和Yaw的移動(dòng)都由飛手通過(guò)對(duì)控制器上的4個(gè)油門(mén)進(jìn)行操作而完成。每種移動(dòng)的快慢都可以通過(guò)改變對(duì)相應(yīng)的油門(mén)大小來(lái)完成。圖例如下，紅色代表機(jī)頭方向：
飛行器的飛行原理
多旋軸飛行器的各種運(yùn)動(dòng)都是通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速（增減油門(mén)）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電機(jī)會(huì)帶動(dòng)各軸上的螺旋槳旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生升力，在同一個(gè)軸坐標(biāo)中（如x軸），當(dāng)其中一側(cè)的螺旋槳升力大于另外一側(cè)，飛行器就會(huì)朝升力較大的一側(cè)飛行。
上面所介紹的3個(gè)移動(dòng)指令形成的傾角，其實(shí)就代表著原本懸停在半空中的飛行器上各螺旋槳升力的變化，因此：
Roll指令形成的傾角會(huì)產(chǎn)生左/右飛行的效果
Pitch指令形成的傾角會(huì)產(chǎn)生前進(jìn)/后退飛行的效果
Yaw指令則基于飛行器中心點(diǎn)改變旋轉(zhuǎn)機(jī)頭的朝向
小結(jié)
要真正理解底層的飛行原理，那是一門(mén)機(jī)械控制和空氣動(dòng)力學(xué)混合的學(xué)科，這里就不加贅述了。但無(wú)論是普通飛行還是基于飛行器做開(kāi)發(fā)，掌握一定的基礎(chǔ)知識(shí)還是有助于理解和掌握飛行器的飛行狀態(tài)，能在一定程度上降低「提控回家」的概率。
祝大家順利爽飛。
