PPZ 裝備的無人機(jī)的體系結(jié)構(gòu)如上圖所示,可以理解為在普通飛行器(普通航模)和航模標(biāo)配 的遙控單元上,加裝自動(dòng)飛控板,、相關(guān)傳感器、無線 Modem,同時(shí)配置地面控制站(PC,、調(diào) 制解調(diào)器,、天線),讓飛行器最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛飛行或者接受地面站的指令自主調(diào)整姿態(tài)飛行。

PPZ 系統(tǒng)的關(guān)鍵特性是使用紅外線感應(yīng)器和飛行姿態(tài)慣性測(cè)量傳感器,通過計(jì)算來提供強(qiáng)大而 準(zhǔn)確的姿態(tài)估計(jì),讓飛行器不需要地面手動(dòng)控制校準(zhǔn),即能自動(dòng)調(diào)整飛行狀態(tài),?？刂普咧恍枰?地面站上給飛行器設(shè)定任務(wù),剩下的則交給飛行器則自己去完成。所有的飛控,、導(dǎo)航,、姿態(tài)調(diào)整、 任務(wù)執(zhí)行等工作等,都是由飛控板全自動(dòng)完成,。當(dāng)然,地面人員也可以隨時(shí)在自動(dòng)控制和手動(dòng)控 制兩種狀態(tài)間自由切換,。

靈活的 PPZ

通過不同的設(shè)置,PPZ 既可以用于驅(qū)動(dòng)固定翼飛機(jī),也可以用于旋翼機(jī)。下圖以一臺(tái)固定翼飛 機(jī)為例,說明裝配 PPZ 飛控儀的飛機(jī)的機(jī)艙布局圖,當(dāng)然不同的情況可以有調(diào)整,配置也豐簡(jiǎn) 由人,。

? Autopilot Control Board 自動(dòng)控制板
? Battery 電池
? Datalink Radio-Modem & Antenna 數(shù)據(jù)傳輸調(diào)制解調(diào)器和天線
? GPS Receiver GPS 接收機(jī)
? IR Sensor Board (if no IMU) 紅外傳感板(如果沒有 IMU)
? Motor & Controller 馬達(dá)和控制器
? RC Receiver & Antenna 遙控接收器和天線
? Servos 伺服系統(tǒng)
? Payload (Example: Camera & Video Transmitter) 負(fù)載(諸如攝像機(jī),、視頻傳輸)

PPZ 的靈活性體現(xiàn)在它可以根據(jù)用途特點(diǎn)和側(cè)重點(diǎn)(飛行速度、飛行距離,、滯空時(shí)間,、負(fù)載能 力、價(jià)格),選擇不同的飛行器,配置不同的飛控板,、傳感器,、通訊模塊和外設(shè)。

它的飛控板并不僅有一個(gè)單一的型號(hào),通過多年的發(fā)展和進(jìn)化,PPZ 的飛控板共衍生出了十幾 款型號(hào),。這些飛控板在不同的年代被設(shè)計(jì)出來,不斷完善進(jìn)化,并出于不同的目的增減板載接口 和模塊從而派生出不同的型號(hào),。比如2013年夏季為發(fā)布的 Lisa/S 型飛控板,只有2.8克的重量, 成為全球最輕的通用飛控板。與之相關(guān)的,PPZ 有一個(gè)很大的硬件兼容列表,涵蓋不同廠家的 各種模塊,諸如傳感器(紅外,陀螺儀,GPS,慣性測(cè)量,空速),、調(diào)制解調(diào)器,、遙控器、模擬 /數(shù)字視頻系統(tǒng),、天線等,。

類似裝配臺(tái)式電腦,用戶可以完全根據(jù)自己的需求選擇相關(guān)配置,建成一套地空無人機(jī)系統(tǒng),而 配置則可以異常靈活。以通訊模塊為例:如果你只是在視距范圍內(nèi)玩玩,可以省略 GPS,配置 短距離的2.4G 調(diào)制解調(diào)器,純手動(dòng)控制;如果想實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的完全自主駕駛,則可以配置 GPS加上遠(yuǎn)距離無線調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)飛行數(shù)據(jù)回傳和控制;又如果在電信運(yùn)營商信號(hào)覆蓋的區(qū)域內(nèi) 玩,則可以用3G 通訊模塊傳輸數(shù)據(jù)給地面站,。

PPZ 不同于普通的純粹以代碼為中心的開源軟件項(xiàng)目,它不僅利用 Github 托管代碼和硬件原理 圖 CAD 設(shè)計(jì)稿等設(shè)計(jì)資料。成功將 PPZ 跑起來需要主板與各種外圍傳感器,、舵機(jī)馬達(dá)的適配,、 矯正、調(diào)試,以及為航空載機(jī)做恰當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)定,這需要一定的經(jīng)驗(yàn),。PPZ 把它的主網(wǎng)站構(gòu)建 成為一個(gè) WIKI,使得任何人都可以注冊(cè)賬號(hào)后上去編輯和完善條目,補(bǔ)充和分享自己的經(jīng)驗(yàn),。 這樣一來,PPZ 就匯集了全球各地精英愛好者的智慧,以及各種一手實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。此外開 源的優(yōu)點(diǎn),讓 ppz 可以利用開源社區(qū)的各種高質(zhì)量軟件(例如 gpsd),避免重復(fù)的勞動(dòng)從而專 注于自動(dòng)導(dǎo)航相關(guān)的研究與實(shí)現(xiàn),。開放性,促使 PPZ 發(fā)展的非常強(qiáng)大,。

PPZ 的業(yè)內(nèi)陸位和影響

PPZ 在業(yè)界有較高的知名度并曾多次摘取多項(xiàng)榮譽(yù)。目前 PPZ 官網(wǎng)最新的新聞消息顯示:在不 久前于9月結(jié)束的國際微型飛行器會(huì)議和飛行比賽(IMAV 2013)中,PPZ 驅(qū)動(dòng)的飛機(jī),獲得戶 外組第一名,室內(nèi)組操作第一名,室內(nèi)自主控制第三名的成績(jī),。其中,用到了最新的只有2.8克 重量的 Lisa/S 飛控板,?？梢?PPZ 在業(yè)內(nèi)應(yīng)用的廣泛程度及其實(shí)力。

毫無疑問,現(xiàn)在在做無人機(jī)項(xiàng)目的公司,幾乎都會(huì)學(xué)習(xí)和了解過 PPZ 項(xiàng)目,。之前雷鋒網(wǎng)報(bào)道過 的《全球最小的無人機(jī)是把雙刃劍》 http://www./d-promise-n-peril-of-drone.html 中的最小無人機(jī)使用的也就 是 Lisa/S 飛控板,。

PPZ 將它的設(shè)計(jì)理念和算法,不僅以代碼形式保存在 github 的代碼庫中,而且也以可閱讀的知 識(shí)文章的形式分享在 wiki 中。所以,如果一個(gè)企業(yè)要做一個(gè)無人機(jī)相關(guān)的研究開發(fā),PPZ 應(yīng)該 會(huì)給予巨大的幫助和啟發(fā),。估計(jì)一般的公司幾乎不可能完全獨(dú)立于 PPZ 之外做出一套能夠與 PPZ 比肩的系統(tǒng),。初創(chuàng)公司如果按照 PPZ 的全開源軟硬件設(shè)計(jì)和兼容硬件列表,找一個(gè)載機(jī)(或 者自己設(shè)計(jì)一款)并作恰當(dāng)?shù)倪m配,則可以快速推出自己的產(chǎn)品——往往是初創(chuàng)企業(yè)推出產(chǎn)品 的捷徑。但是需要注意的是——由于 PPZ 是開源的,競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也能推出類似的同質(zhì)化的產(chǎn)品, 所以如何在 PPZ 光環(huán)之外,作出自己的特色,往往是這些企業(yè)最需要考慮的,。類似以前 MTK 方案從業(yè)者在手機(jī)行業(yè)的情況,大家拿到手的方案是相同的,最后看誰做出來的產(chǎn)品有特色能賣 的更好,就需要自己的神通了,。

個(gè)人如何開始使用 PPZ

PPZ 非常適合模型愛好者和 geek 來玩。對(duì)于個(gè)人 DIY 愛好者,PPZ 官方網(wǎng)站的 wiki 知識(shí)庫, 已經(jīng)涵蓋了基本所有需要的知識(shí),所以官網(wǎng)應(yīng)該是一個(gè)不錯(cuò)的開始點(diǎn),。國內(nèi)的一些模型論壇,已 經(jīng)有不少玩家在交流和分享經(jīng)驗(yàn),可以上去找找,。某褲上搜索 PPZ,也能出來不少視頻,這些 都是前輩玩家貢獻(xiàn)的知識(shí)。