无人机外壳产品设计图纸_无人机外壳产品设计图纸怎么画

发布时间：2023-03-21 20:03:27 作者：定制工业设计网 1

大家好！今天让小编来大家介绍下关于无人机外壳产品设计图纸_无人机外壳产品设计图纸怎么画的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

1、如何进行无人机定位功能设计与测试？
2、航拍机型|固定翼无人机与多旋翼无人机哪个好？
3、无人机机架材料是什么？
4、无人机航拍哪个牌子好？求推荐。

一、如何进行无人机定位功能设计与测试？

无人机控制就是对无人机各个状态的控制（文章“城堡里学无人机：状态视角深入无人机硬件与算法”）。“城堡里学无人机：如何处理GPS数据获取无人机状态信息？”则完整演示了从GPS数据到无人机外环状态信息的转换过程。是时候和MR.城堡一起感受一下在实际无人机系统设计中跟随功能是如何实现的。

MR.城堡首先需要选择一款无人机为大家进行实际系统演示，这款产品的硬件架构与算法体系都需简洁实用，具备优秀的跟随性能，操作系统直接、透明。

最终选择了之前在CES Asia上就很看好的Skye Orbit无人机。在这里也要感谢斯凯智能，虽然正在Kickstarter出货的紧张阶段，依然非常热情地提供了样机、场地，斯凯的工程师高效地配合完成了整个实验。MR.城堡不做广告，有兴趣的同学可以自己登陆Kickstarter了解。

如何设计无人机系统实现跟随功能？

首先需要选择被控状态。咦？无人机的被控状态不就是内外环状态么，为什么还要进行选择呢？这体现了无人机系统设计的灵活之处。跟随功能属于相对位置导航，可以选择控制无人机的绝对位置；也可以选择控制无人机与跟踪目标之间的相对位置，意味着可以将两者间的距离当做扩展状态进行控制；甚至可以通过绝对位置信息与相对位置信息进行数据融合，而融合的方法也是多种多样。

大家可别小看这选择上的差异：条条大广东会罗马，条条大路不相同。不同的状态选择，体现了对于跟随运动的不同理解，与之对应的硬件设计，算法架构也可以各不相同。

直接从无人机产品进行观察最为直观，与MR.城堡一起来看看Skye Orbit在硬件设计和算法架构上如何实现跟随功能:

Skye Orbit无人机系统包含一个臂环Tracker，内置GPS。可以看出，Orbit应该是实时获取跟踪目标的六个外环状态：位置[x,y,z]；速度[u,v,w]。

在APP中可以设置跟随距离，因此在不同的设置中，无人机与目标的期望相对距离是固定值。Orbit可以通过跟随目标的状态信息，以及期望的相对距离计算得到无人机的期望位置状态，并与当下状态进行比较，根据算法得出修正量。这样的算法架构可以避免将相对距离看做系统状态所需要的额外数据转换过程。

如此一来不就已经实现了跟随功能么？然而无人机不是一个被信号“牵线”的电子气球。位置跟随仅仅是跟随功能的一部分，还需要在位置跟随的前提下为用户采集满意的图像、影像数据。从此出发才能算作一个完整的机器人系统，而不只是一个拥有某些功能的高级玩具。

此时整个系统的被控对象不单单是无人机，也包括云台。Orbit需要在实现位置控制和速度控制的同时，进行云台姿态控制，这时的云台控制也不止是实现相机的姿态稳定，还要对跟踪对象进行识别和运动轨迹计算、估计，并进行实时信息反馈等。

这就意味着要在之前的算法架构中多设计一层：通过摄像头采集的实时图像进行计算机视觉分析，实现在跟踪的过程中，保证所跟随的物体始终在镜头的视角范围之内。这会使控制器的设计变得更加灵活：两个控制器可以相互独立，也可以相互关联，不同的关联方式又可以产生不同的控制器架构。

既然有这么多的实现逻辑、算法架构、硬件设计，如何从中挑选出合适的方案呢？

2.Orbit跟随功能测试

有很多理论的分析方法，评价指标可以用在无人机系统设计中。但MR.城堡今天更想跟大家分享实机测试过程。理论固然重要，但进行实机测试不单是成熟产品的必经阶段，也同样有助于增强我们对无人机系统的直观理解。

2.1能跟得上么？

对于跟踪拍摄而言，跟踪目标走路是一回事，跑起来是另一回事，变向、折返情况就更不一样了。

MR.城堡特别为Orbit设计了“暴力”的实验过程：快跑+折返+横向变向，由跟踪对象进行两次折返跑，两次左转跑步变向，而Orbit需在无操控情况下进行自动跟踪。

在面对在折返跑运动时，无人机设计者需要面对速度向量的方向反转，加速度大幅值变化，以及无人机的快速响应等需求。由于无人机之前的跟随运动方向与之后完全不同，设计者需保证无人机能够进行比较大幅度的姿态调整。同时，无人机要通过图像算法保证对跟踪目标的有效数据采集，不能被旁边的花花草草吸引走。

Orbit整个跟踪过程非常流畅，一镜到底，且无人机与跟随目标之间的距离一直得到有效保持。当跟踪对象进行折返时，Orbit能够快速进行大幅度的姿态调整。实现了优秀的跟随后，跟拍的影像效果如何呢？

从上面两幅图可以看出，刚开始Orbit在被跟踪目标向前快速起步时，努力保证将目标控制在影像中心，但由于目标起跑时加速度很大，实现起来颇有难度。当对象反向折返后，Orbit能够调整姿态快速后退，并保持目标在影像中心位置。

跟踪目标在横向变向过程中，设计者要能使无人机适应更大范围的速度向量与加速度变化，对控制器的响应速度及超调量之间的平衡有很高要求。

Orbit对横向变向的跟踪能力出乎意料的好，在实际测试中，对象横向运动后会回到纵向跑步轨迹中，Orbit在这个过程中机身没有因为突然的变向发生快速大幅值姿态抖动，姿态变化衔接流畅，不知道是不是有对目标加速度的预测算法呢？有机会要向他们的CTO请教一二。

横向跟随过程中图像采集，目标时刻处于镜头中心，这也能体现Orbit在最初目标加速起步后进行了快速跟踪，并成功地将对象调整到了镜头中心。

MR.城堡特意让跟踪目标变向跑到离花坛很近的位置，而Orbit并没有“不守规矩”地被野花吸引走。

2.2风大还能行么？

运动爱好者可不追求云淡风轻，当外部环境恶化的时候，无人机系统能否保证跟踪性能？换句话说，跟踪过程中的抗扰性是否过硬？MR.城堡没有呼风唤雨之能，只好将“风速”转化为“高度”进行测试。

跟随功能本身的特点限制了无人机的有效飞行高度。不像航拍，除了Hulk估计谁也不会让自己的无人机在10m开外跟随。因此MR.城堡只能将高度比之前提升一倍，运动模式与之前相同，通过“极端”的运动模式保证扰动测试的有效性。

从图中看出，在高度提升后，Orbit甚至更容易使跟踪目标保持在镜头中心位置。在低空飞行中遇到大风，变风情况是无人机系统设计者必须思考的内容。优化控制器整体结构还是优化某些控制参数？哪一种更有效率？哪一种有更强的抗扰性？MR.城堡会在以后的文章中详细展开。

2.3电量不足怎么办？

无人机电量是在不断发生变化的，虽然可以通过硬件尽量保证电流的稳定，但飞过无人机的朋友一定有很深的感触，电池电量不同，无人机的“力道”完全不一样的。当电量低到一定程度时，操控都有难度，更莫提稳定地实现某种功能。MR.城堡特别选择在低电量情况下测试Orbit跟随性能：在低电量下（35%以下电量），跟踪大幅度快速运动。

成熟的无人机设计必须考虑电量不足等极端情况。电池电量的下降幅度并不是随时间线性变化的，从90%降到70%的速度与40%到20%并不相同，在操作者被跟随的时候，往往很难意识到电池电量的情况。而当电量不足时，无人机执行器的动态已经发生了变化，在这种情况下控制器的设计需要考虑无人机本身动态模型发生变化的情况，即增强控制器的鲁棒性能。

Orbit在电量不足的情况下（35%以下电量）依然能够实现对目标的有效跟随，而影像数据采集也没有受到明显影响。在在功能设定上，Orbit特别针对跟随功能设计了相应的安全模式。

这些极端情况能够考察出设计者解决问题的实际能力，除了从控制器算法设计角度来解决问题，也可以从无人机功能角度来处理，比如Orbit特别针对跟随功能设计的低电保护，这需要产品经理对无人机系统及相关功

能有深入的思考，才能满足用户对功能体验的苛刻要求。这也体现了无人机产品设计过程中的灵活性，有时我们需要跳出某个具体（算法工程师，硬件工程师，飞行器设计工程师等）的思维，才能从系统整体角度设计更有效率的解决方案。

真正设计一款无人机产品需要融合设计环节和测试环节，在设计中时刻考虑实际的飞行情况，在测试中不断思索设计的完善方法。同样的功能目标却能通过各样的设计方法实现，无人机系统设计就如同艺术创作，优秀的无人机产品通过背后所蕴含的理念，逻辑，算法，设计而成为一件不可多得的艺术佳品。

图片来自互联网、测试过程、相关论文

[1]Backstepping Approach for Controlling a Quadrotor Using Lagrange Form Dynamics. Abhijit Das, Frank Lewis, Kamesh Subbarao

[2]Dynamic inversion with zero-dynamics stabilisation for quadrotor control.A.Das, K.Subbarao, F.Lewis

城堡无人机工作室公众号：CastleUAVStudio

二、航拍机型|固定翼无人机与多旋翼无人机哪个好？

一位航拍手被委托使用无人机进行大型晚会现场拍摄，需要保证一定的拍摄时间，需要重复升空完成拍摄任务，由于是夜间拍摄，需要挂载更多、更重的专业设备。此时无法采用平日里使用的航拍四旋翼无人机。
一位电力部门负责人，需要为巡线项目采购无人机，要求该无人机具备一定的巡航速度，较远的飞行距离，能够搭载专业设备，简单操作。该选择四旋翼还是其它机型呢？
一位普通使用者想给自己的侄子买一个小无人机玩具，小盆友年纪很小，操作能力有限，主要在家庭中使用，买哪种产品更安全呢？
无论你是无人机爱好者，职业应用者（航拍），创业者，行业使用者（农业，工业），行业投资人，都需要了解无人机的知识。不同的无人机机型，飞行效率不同，姿态控制原理不同，数学模型不同，气动特性不同，操作方法不同，适用的任务也不同。
今天MR.城堡为大家带来的是固定翼类无人机内容。
1.机身结构
固定翼类无人机是最早出现的无人机机型。常用的接收机通道名称依然沿用了固定翼遥控飞机中使用的叫法：AIL-副翼；ELE-升降舵；THR-油门；RUD-方向舵；GRY-起落架等。这些名称在多旋翼或者其它类型无人机中并不使用，但依然沿用这类称呼，足见固定翼在无人机机型中的重要位置。
2.动力与姿态控制
固定翼无人机的动力原理非常简单：动量守恒P=mv。一般可通过机身前部或者后部的螺旋桨推送空气提供反向动力，同时在高空中借助气流飞行与姿态调整。借助副翼，升降舵，方向舵提供无人机飞行需要的横滚，俯仰，姿态力矩——其实从名称就可以一目了然地明确控制方法了。
上图只展示了固定翼无人机一组副翼的舵机安装示意。一般小型固定翼无人机会搭载一个或若干无刷电机，连接定距螺旋桨提供飞行动力；若干舵机分别控制副翼，升降舵，方向舵以提供姿态力矩。
3.起飞方式
传统小中型固定翼无人机由于机身尺寸和载重能力限制，一般不具备搭载过大的动力系统的能力，因此需要借助外力起飞。
上图左为RQ-11B无人机，右为洛克希德马丁公司的沙漠鹰无人机。手抛起飞一直是小型固定翼飞机的重要起飞方式。大家经常看到航模爱好者具备结实的右臂，粗壮的腰围，大抵是手抛无人机的需要（也有可能啤酒喝太多），与清瘦技术宅的多旋翼飞手形成鲜明对比（玩笑，玩笑来的）。
但随着无人机尺寸的增大，挂载设备后重量提升，还采用手抛飞行对飞手来讲也太“不人道”了，如此一来就有了另外一种常见的固定翼无人机起飞方法：弹射起飞
上面两幅图都为美国海军陆战队在伊拉克，阿富汗地区经常使用的“扫描鹰”无人机。弹射起飞方式有利于将更大型的无人机部署到更多地点如山地，航母等。
传统小中型固定翼无人机的起飞方式只有以上两种。但最近几年，固定翼无人机通过机身结构设计广东会具备了新的垂直起降能力。
从上到下分别是成飞的VMA，广东会的VD200，谷歌的projectwing。这类固定翼无人机通过垂直机身，定距桨提供上升动力，达到起飞高度后，借助机身下部的副翼，襟翼引导气流流向，变换无人机飞行方式，最终采用固定翼的飞行模式，如下
除此之外还有一类使得固定翼无人机获得垂直起降能力的设计方式
从上到下分别为亚马逊的Prime Air无人机，Arcturus UAV的 Jump VTOL系统，基本上就是叠加了多旋翼机特有的旋翼系统到固定翼机身上，构成独立的起飞系统以提供升空动力。
传统的手抛型无人机和弹射型无人机都是借助外力起飞，这样的起飞方式使得固定翼无人机具备更多的负载空间与负载能力，只要能够抛得动，弹得飞，等到天上去就可以借助气流提供飞行。
垂直放置机身的起飞模式使得固定翼具备了垂飞能力，但由于完全依靠本身的定距桨提供升空动力，就必须增加旋翼尺寸，减小固定翼无人机本身的重量以及携带的设备重量。往往一个旋翼还不够，需要至少两个旋翼提供动力，但无人机机身尺寸有限制，安装部位也受限制，导致彼此距离很近，旋翼间容易产生比较大的气流影响，难以保证垂直飞行或者垂直定点的稳定性。在机身改变飞行模式（垂飞变固定翼巡航）时是一个非线性过程的线性化控制，此时对扰动，内部操作都非常敏感。同时当转变为固定翼飞行模式后，强大的动力又变得毫无必要，徒然提升了能量耗损。
增添垂飞旋翼系统的设计方式同样使得固定翼无人机具备了垂直起飞能力，因为是布局在机身的平面上，空间比较宽裕，可以通过多个小旋翼拉大彼此间距，在提供足够升空动力的前提下避免旋翼间扰流。同时在飞行模式变化上可以直接切换，无需增添额外的中间过程。但垂直旋翼系统意味着要增加额外的动力元件——发动机或者电机。而这类元件在小型无人机系统中既需要挤压机身内部安装空间也需要固定翼让出一部分载重能力。同时当垂飞变为巡航，也就是切换回固定翼模式后，这几个旋翼将变为彻底的累赘。
4.不同使用者选择
（传统的）固定翼无人机在没有电源时具备天然的滑翔能力，对驾驶与技术失误的“鲁棒性”更强，可以在电量较低时携带更大载重，飞行更远距离。但对于需要精确悬停的飞行任务而言，固定翼就不好使了，因为——它没办法定点悬停，只能围绕着某点进行圆周盘旋飞行。
对于航拍职业人士，固定翼无人机不适合定点拍摄某一对象。但对于拍摄城市高空景观，风景区高空景观等等，这类飞行时间长，拍摄高度高，气流环境比较复杂，携带设备比较多的任务是非常合适的选择。而且在冬天，电池性能非常不稳定，多旋翼无人机每个飞行动作都需要动力维持，此时50%的电量提示等于告诉你“快点返航”，而固定翼飞机在空中只需要对一个定距桨提供动力，甚至借助本身的滑翔能力，在动力完全所剩无几的情况下只需提供舵机姿态控制，具备“比较平稳”的降落控制能力，保证了设备的安全使用。
对于地理测绘，电力巡检，农业植保，这类任务传统就时常采用的小型固定翼载人飞机完成，而固定翼无人机同样具备高空飞行，长时间续航以及强大的载重能力。同时固定翼机型容易进行气动设计与机身结构广东会，能够根据不同任务提供多种产品设计，而无需将精力分散到类似多旋翼的动力环节上。
对于航模爱好者而言固定翼无人机机身选择多种多样，可以彰显个性，并且很容易进行内部系统设计。组装，飞行，操控都非常容易上手。同时——它便宜啊！几块RMB到几十块RMB不等，都可以买到非常不错的机身相比于动辄几百RMB还尺寸十分有限的多旋翼机身，固定翼可以节约成本以便购买更好的电机或飞控系统。
对于创业者而言，多旋翼无人机市场过分拥挤，同时误导、限制了很多应用与广东会的途径。另辟蹊径不但节约成本，也可以提供更为丰富的广东会途径。君不见Paroot都推出Disco固定翼无人机了么？

三、无人机机架材料是什么？

我们采用的是碳纤维材质的，碳纤维复合材料具有高比强度、设计性好、结构尺寸稳定性好、抗疲劳断裂性好和可大面积整体成型，以及特殊的电磁性能和吸波隐身的特点，目前已大量用于装备轻量化中，需求量稳步增长。
碳纤维材质的无人机外壳重量轻. 材质硬，独特的直纹设计清晰可见，高档大气的外观永不褪色，优秀的抗腐蚀性能和抗辐射性能，非常耐用。

四、无人机航拍哪个牌子好？求推荐。

无人机航拍推荐：大疆、小米、SYMA司马、Holy STONE、雅得（ATTOP TOYS)。

一、大疆

大疆无人机品牌是国内首个研发与生产民用航拍无人机的品牌，大疆品牌的无人机产品在国内乃至国外的知名度都很高，甚至部分国家用大疆无人机来充当军用无人机，由此可见，大疆品牌的无人机产品质量、性能方面都是比较出色的。大疆品牌的无人机产品型号多以单字加英文组合为主，这主要是为了应对国内与国外带来的销售挑战而制定的。大疆品牌的无人机产品多年来都是稳居无人机销售榜单第一名。

二、小米

小米品牌的无人机是国内除大疆无人机在航拍性能最好的，小米品牌的无人机按照方便实用、性能卓越理念来进行研发与生产，小米无人机的主要特点就是它的可操控性强，小米无人机的操控方式有适配遥控器操作、小米品牌手机相关app操作、智能AI自动操作这三种，通过不同操控方式，它可以实现不同主要功能的实现。

也因此，小米品牌的航拍无人机可适用于大部分人群，它的客户评价也多以好评为主。虽然小米品牌的无人机对于大疆来说还是难以望其项背的，但是鉴于国内无人机品牌的部分空白，小米品牌无人机的发展是备受关注的。

三、SYMA司马

司马品牌无人机在国内的上市时间不及小米早，但是司马却有一股后来居上的发展趋势；司马品牌的航拍无人机以其低廉的价格，出色的性能而稳居航拍无人机销售榜单第三位，国内现今需要用到航拍无人机的领域越来越多，中低价格区间的航拍无人机将越来越受欢迎。司马品牌的航拍无人机产品主要的特点是电池设计比较先进，它采用的模块化电池充电速度更快，电压更稳定。

四、Holy STONE

Holy STONE是来自美国的航拍无人机品牌，它是近年来在国内上市的国外无人机品牌产品中最受欢迎的品牌之一。这个品牌的无人机产品采用的是双电设计，它采用两个大容量模块化电池，无人机的续航能力更长。这个品牌的无人机产品所配套的服务也是比较齐全的，该品牌产品在各个电商平台上都支持三年全国售后保障服务，并且可以购买相关的增值服务。

五、雅得（ATTOP TOYS)

雅得品牌的航拍无人机拥有高标准化的自动AI处理系统，该品牌的航拍无人机拥有定高、一键返航、一键升降等智能化功能，雅得航拍无人机采用的是聚氯乙烯、PVC混合材料外壳，外壳的耐磨损、抗冲击、抗挤压能力都比较强，这个品牌的无人机产品使用寿命可以达到5年以上。

雅得品牌的无人机具有较大的价格优势，在现今国内无人机产品少辄几千，多辄几万的价格面前，雅得品牌无人机的千元价格显得更有诱惑力。

以上就是小编对于无人机外壳产品设计图纸_无人机外壳产品设计图纸怎么画问题和相关问题的解答了，无人机外壳产品设计图纸_无人机外壳产品设计图纸怎么画的问题希望对你有用！