四旋翼无人机入门

四旋翼无人机与穿越机

• 消费级无人机

  四旋翼无人机常见于航拍设备和遥控玩具中，“大疆”就是知名消费级无人机厂商之一，这里不作赘述。对比固定翼飞机，直升机等其他无人机，四旋翼具备更直观的控制机制和更高的飞行自由度，但是其续航时间较短，通常仅在三十分钟以内。四旋翼无人机的技术经过近十年的发展已经非常成熟，一台成品无人机往往配备良好的平衡算法和多个避障传感器，操纵者不需要太多经验就能安全飞行。

• 穿越机

  穿越机是四旋翼无人机中的一种特殊分类，其极限速度和灵活性远远高于一般的四旋翼无人机，控制难度较大，续航时间也更短。在控制的机制上，消费级无人机和穿越机的主要的区别在定高控制和自稳控制上。这两个模式的区别将在之后的模拟器飞行章节中作详细解释。

【GIF 同个飞行场地穿越机和无人机的视角对比】

虽然两者存在一定差异，但普通无人机能快速消除飞手的陌生感，建立良好的空间概念，了解遥控器的控制原理并锻炼手眼协调能力。

无人机的控制机制

两个摇杆如何控制无人机？

（图片源自网络）

无人机在三维空间中飞行，在控制飞机的速度（油门通道）的同时，还要控制飞机在三个方向上的朝向（俯仰通道，偏航通道，横滚通道），共计四个通道。摇杆的每一个摆动方向都被称为一个通道，每个摇杆包括纵向和横向两个通道，所以控制无人机最少需要2个万向摇杆。这四个通道的含义分别如下：

油门（Throttle）	偏航（Yaw）	俯仰（Pitch）	翻滚 （Roll）
增大所有旋翼转速	左右转向	前后摇摆	左右摇摆

穿越机的油门与姿态控制是非常重要的控制概念，其中throttle，pitch，yaw，roll在入坑后会频繁出现，需要着重记忆。

摇杆如何映射

如上文所说，摇杆的每一个摆动方向都被称为一个通道，而如何映射这四个通道决定了无人机的控制方式。模型圈中最常见的映射方式有美国手与日本手。由于目前大多数无人机产品的默认设置为美国手，百科中将主要以美国手为主。

美国手

• 左侧摇杆

油门（Throttle）	偏航（Yaw）
增大所有旋翼转速	左右转向

• 右侧摇杆

俯仰（Pitch）	翻滚 （Roll）
前后摇摆	左右摇摆

• 日本手

  日本手将美国手的偏航（Yaw）与俯仰（Pitch）通道对调。在传统模型中能更加精确地进行方向控制。

• 中国手

  中国手将美国手的左右摇杆所对调。有部分无人机玩具采用中国手。

无人机的飞行原理

【四联动图】

• 油门控制（Throttle）

  增强油门能同时加快四个螺旋桨的转速，提升飞机的推力。

• 俯仰控制（Pitch）

  提升前侧两个螺旋桨的转速，减少后侧两个螺旋桨的转速，让机头翘起。

• 横滚控制 （Roll）

  提升左侧两个螺旋桨的转速，减少右侧两个螺旋桨的转速，让机身右倾。

• 偏摆控制（Yaw）

  提升斜对角顺时针转动桨叶的转速，降低另一对角逆时针转动桨叶的转速，反作用力让机身逆时针旋转。

目视飞行练习

基础的目视飞行练习可以选择各类大疆无人机，或淘宝上的百元无人机玩具。入门练习需要遵循以下几个步骤。

• 飞行前先解锁

  为了防止桨叶伤人，所有的无人机都有解锁机制，只有将油门调至最低并拨动解锁按钮才能启动旋翼。

• 对尾飞行

  飞行前将无人机放置在操纵者的正前方，确保机头方向和目视方向一致，这样飞机与操纵者就有相同的参照方向。

• 控高绕圈练习

  将无人机悬停至指定高度后，仅使用右摇杆在空中绕圈飞行。熟练后可尝试缩小半径或进行八字飞行。

• 绕圈飞行

  操纵者原地转圈，使用左右摇杆让穿越机绕着人同步转动，并保持对尾。熟练顺时针与逆时针两个方向。

• 尾随飞行

  操纵者在设定好的飞行航线后，控制穿越机航线飞行。在飞行过程中保持跟随飞机并保持对尾状态。

不对尾目视飞行难度较大，但因为FPV穿越机通常以第一人称视角飞行，熟练掌握对尾飞行技巧即可。

FPV飞行练习（可选）

大疆等消费级无人机一般具备锁定机头云台的FPV功能，可以通过手机看到机头正前方的画面。在熟练掌握目视飞行技巧后可以尝试进行FPV飞行。