自主起降

無人機按照預先設定好的程序，自主完成起飛（發射）、降落（回收）過程。 ^[1] 

具有自主起降能力的無人駕駛飛行器是一個極具挑戰性的多學科交叉的前沿性研究課題。作為空中機器人的無人駕駛直升機，在軍事上可用於偵察、監視等，在民用上可用於大地測量、遙感等。自主起降一直是無人機研究的一個熱點，具有極大的難度與挑戰性。旋翼無人飛行機器需要根據臨地附近的不同環境起飛和降落，要求對其起飛降落的位置和姿態進行精確控制。該小型無人直升機利用GPS與聲納進行精確的高度定位，並結合姿態航向參考系統AHRS，可以準確得到飛機的位置、姿態等信息。並將其融入GPS/INS組合導航系統，使得無人機實現平穩的自主起降與飛行。

自主無人機主要由飛行控制計算機、傳感器系統伺服控制系統、地面監測系統等組成。系統所採用的飛行控制計算機為AT91 SAM7SE（512），傳感器系統包括慣性測量單元、電子羅盤、GPS和Sonar；伺服控制系統由遙控器、PCM接收機和控制滾轉、俯仰、航向、油門和總矩的5個舵機組成；地面監控系統包括PC104、無線路由器以及運行地面監控程序的PC。無人機的控制系統架構如圖1所示。

串級PID控制系統由2個串聯起來的PID調節器構成，其中主調節器的輸出作為副調節的給定值。因此它能改善過程的動態特性，提高了系統的控制質量，對於進入副迴路的擾動能迅速克服。

系統採集的信息數據主要包括IMU輸出三軸的角速度和線加速度；Compass輸出三軸的地磁通量；GPS輸出的經緯度、海拔、速度、衞星等；Sona輸出的高精度高度數據。主控器綜合各種信息，在串級PID控制下通過卡爾曼濾波算法融合諸數據實現無人機的自主飛行起降。 ^[2]