跳转至

机型、方向与传感器发现

飞控必须知道机体构型、控制器朝向和每个传感器的朝向。方向错误时,传感器可能“有数据”,但反馈符号相反,控制器会把轻微倾斜继续放大。

机体方向与姿态验证

三种方向不能混为一谈

对象 描述 证据
机体方向 哪一端是机头,机体系轴如何定义 机架标记、设计图和照片
飞控方向 飞控板相对机体旋转多少 PCB箭头、安装记录和方向参数
外置传感器方向 磁力计、惯性测量单元等相对机体的旋转 模块箭头、安装记录和独立参数

在飞控板旋转90度安装时,只改外置磁力计方向不能修正飞控惯性数据;反之亦然。

先选机型,再解释输出

机型或机架配置通常决定:

  • 执行器数量;
  • 电机相对位置;
  • 旋转方向约定;
  • 控制分配或混控;
  • 可用飞行模式;
  • 必要传感器;
  • 部分默认参数。

选择“Quad X”仍不等于电机线序已经正确。不同平台对电机编号、俯视方向和输出函数可能使用不同图示。

选择前核对:

  • 是多旋翼、固定翼、直升机、垂直起降还是其他载具;
  • 电机或舵面数量;
  • 机臂夹角和布局;
  • 推进器轴方向;
  • 是否可逆;
  • 是否存在倾转或复合控制面;
  • 重心位置是否与几何定义一致。

本专题以常规多旋翼为主。非标准构型必须使用平台对应的自定义几何或控制分配文档,不靠相似图标替代。

选择机型的记录

平台与版本:
机型/机架名称:
内部标识或参数:
官方参考图:
观察方向:
机头方向:
执行器数量:
电机位置约定:
旋转方向约定:
实体机对应照片:
选择后自动改变的参数:
重启要求:

机型选择可能重置或重算其他配置。选择后保存完整参数差异,再进行方向和校准。

设置飞控方向

优先使用飞控顶面朝上、箭头指向机头的默认安装。若实体已经旋转:

  1. 从04方向照片确认机头;
  2. 确认飞控板的顶面和方向箭头;
  3. 使用平台当前版本支持的离散旋转或自定义角度;
  4. 保存配置;
  5. 按要求重启;
  6. 重新读取方向值;
  7. 执行三轴姿态验证。

不要用“水平校准”补偿90度或180度安装错误。水平校准只适合修正小的安装或基准偏差。

三轴姿态验证

把飞行器放在稳定台面上,机头标记清晰,全程拆桨。

静止

  • 地面工具中的机体应接近水平;
  • 航向稳定性按当前磁力计和环境条件判断;
  • 角速度接近静止基线;
  • 不应持续快速漂移或跳变。

抬机头

缓慢抬高机头。界面中的模型也应表现为机头抬高,而不是向下或滚转。

压右翼

缓慢压低右翼。界面模型应同步向右倾斜,而不是向左或俯仰。

顺时针转机头

从上方观察,让机头顺时针转动。航向显示应沿一致方向变化。磁力计未完成最终校准时,只判断方向和连续性,不用绝对角度放行。

每个动作都回到原位,确认显示回到相应状态。一次只绕一个轴运动,避免复合姿态造成误判。

传感器发现清单

在校准前记录:

传感器 预期数量 实际数量 总线/实例 内置/外置 方向 更新率 健康 错误
陀螺仪 待填 待填 待填 待填 待填 待填 待填 待填
加速度计 待填 待填 待填 待填 待填 待填 待填 待填
磁力计 待填 待填 待填 待填 待填 待填 待填 待填
气压计 待填 待填 待填 待填 不适用 待填 待填 待填
GNSS 待填 待填 待填 外置 待填 待填 待填 待填
测距/光流 待填 待填 待填 外置 待填 待填 待填 待填

“预期数量”来自BOM和飞控硬件资料,不来自配置工具自动出现的数量。

示例记录:

传感器:外置磁力计
预期数量:1(来源:BOM行号和模块手册)
实际数量:1
总线/实例:按平台状态页填写
内置/外置:外置
方向:按实体箭头和固定版本方向枚举填写
更新率:按状态或日志填写
健康/错误:健康,错误计数在观察窗口内不增长

冗余传感器不是自动安全

多惯性测量单元或多磁力计需要确认:

  • 每个实例都属于预期硬件;
  • 实例排序在重启后可追踪;
  • 方向分别正确;
  • 数据范围和更新率一致;
  • 主次或选择逻辑符合平台设计;
  • 拔除外置模块后,不会静默使用一个受干扰的内部磁力计而不告警。

冗余传感器之间一致,只能说明它们相互接近,不证明它们都准确。

传感器数据的基本合理性

校准前只做量级和响应检查:

  • 静止时角速度接近稳定基线;
  • 转动某轴时,对应角速度变化最明显;
  • 翻转各面时,加速度计各轴按方向变化;
  • 磁力计随航向转动连续变化,不固定、不跳大值;
  • 气压计在静止环境中缓慢变化,不出现大幅阶跃;
  • GNSS时间和定位状态会更新;
  • 传感器错误计数不持续增长。

不要因为未校准的绝对值不完美就直接判硬件故障,也不要忽略方向相反、冻结或跳变。

四个平台的注意点

Betaflight

先确认目标和陀螺仪,再设置板卡对齐和机架类型。姿态预览必须跟随实体三轴运动。2026.6.2的字段名称以当前App为准。

INAV

机型、板卡对齐和外置传感器方向分别核对。导航功能会增加对磁力计、气压计和GNSS状态的依赖。

ArduPilot

先选择正确Frame Class和Frame Type,再设置飞控及外置传感器方向。具体参数和可选值按Copter 4.7.1元数据与板卡文档核对。

PX4

PX4 v1.17标准流程先加载固件并选择机型,再配置飞控和传感器方向。飞控方向相对机体前、右、下轴定义;外置磁力计具有独立方向配置或校准检测。

错误处理

姿态某一轴相反

停止。核对:

  • 观察方向;
  • 机头定义;
  • 飞控实体旋转;
  • 方向参数的旋转顺序;
  • 固件目标和传感器驱动;
  • 是否误改了外置传感器而非飞控方向。

姿态轴互换

通常指向90度安装或方向参数错误,也可能是错误固件目标。不要用遥控通道反向修正传感器坐标。

传感器数量少于预期

检查目标、硬件版本、供电域、端口、总线、驱动和设备故障。未发现的传感器不能通过校准恢复。

传感器数量多于预期

对照板载器件和外设,识别每个实例。不要在不知道实例来源时随意禁用一个。

本篇放行条件

  • 机型与实体构型一致;
  • 机型选择后的参数差异已保存;
  • 飞控方向有实体和参数双重证据;
  • 抬机头、压右翼和转航向三项显示正确;
  • 所有预期传感器均被发现;
  • 每个传感器实例的内外置身份明确;
  • 传感器数据会更新且无持续错误;
  • 不存在未解释的额外或缺失实例;
  • 螺旋桨仍未安装。

检查理解

  1. 机体方向、飞控方向和外置磁力计方向为什么要分别记录?
  2. 为什么选择Quad X不能证明电机线序正确?
  3. 水平校准为什么不能修复90度安装错误?
  4. 三轴姿态验证要分别做哪些动作?
  5. 两个传感器读数一致为什么不一定代表准确?

主要参考