微空 AI 智能无人机教程 2 - Ardupilot及PX4飞行设置和调试

1. 本章目标

本章完成飞控配置与飞行调试，实现三个核心目标：手动遥控飞行、光流定点悬停、无线调试。

• 手动遥控飞行：遥控器可正常控制解锁、起飞、降落和模式切换，飞行姿态稳定无异常抖动。
• 光流定点悬停：使用光流测距一体传感器实现定高与定点悬停，悬停稳定，水平漂移小。
• 无线调试：通过数传链路无线连接飞控，实时监测无人机状态，无需 USB 线即可远程配置与调试（进阶功能，详见 附录2. 遥数一体数传连接）。

2. 前期准备

2.1 软件准备

本教程使用微空 Web 飞控配置器 MicoConfigurator 进行调试，同时支持 ArduPilot 与 PX4 固件。

• Web 配置器： MicoConfigurator

⚠️ 必须使用 Chrome 或 Edge 浏览器打开（依赖 WebSerial/WebUSB API）。

ℹ️ MicoConfigurator 修改参数后会自动写入飞控，无需手动保存。部分参数需重启飞控后生效，教程中会在对应步骤标注。

• 桌面端地面站（备选）：
  • ArduPilot 地面站： Mission Planner
  • PX4 地面站： QGroundControl

ℹ️ 飞控出厂已预装固件（ArduPilot：Copter-4.6.3 / PX4：1.14.3），无需手动烧录。如需升级或切换固件，请参考 附录3. 飞控固件烧录。

2.2 硬件准备

• MVD35 飞行平台
• 6S1P 1500mAh 高压锂电池（XT60 接口）
• 遥控器（加装 TRS 高频头）
• USB 数据线

2.3 安全提示

⚠️ MVD35 电机与桨叶采用全包覆式设计，有效防止触碰桨叶伤人，但调试过程中仍需确保手指及其他物体远离桨叶区域。

⚠️ 保持电池在健康状态下使用，过充、过放、物理损伤、变形都可能导致安全隐患。

⚠️ 实际飞行测试需在空旷安全的环境下进行。

3. 飞控连接

3.1 连接飞控到电脑

• 使用 USB 数据线（需支持数据传输，非纯充电线）将飞控的 USB 接口连接到电脑。

• 打开 设备管理器，展开 端口(COM 和 LPT)，确认飞控串口已正常识别（无感叹号标志）。若无法识别，请确认 USB 线支持数据传输。

3.2 连接 MicoConfigurator

• 访问 MicoConfigurator，点击右上角 未连接 按钮 -> 点击 连接。

• 在浏览器弹出的串行端口选择窗口中，选择飞控端口 -> 点击 连接。

ℹ️ 关于波特率：通过 USB 连接飞控时，无需设置波特率，选择飞控对应端口后直接连接即可。

3.3 确认连接状态

• 连接成功后，标题栏显示飞控型号和固件版本，状态栏链路质量应为 100%，仪表盘 3D 模型随无人机实时姿态变化。

4. 飞控基础设置

本章节将带领读者从零开始完成 ArduPilot 和 PX4 开源飞控固件的初始配置，使无人机做好能正常离地飞行的准备。

从下面开始，会给出 ArduPilot 与 PX4 两套配置方案，读者只需根据飞控当前实际固件选择对应标签页阅读即可。

4.1 机架类型设置

MVD35 的机架类型为 四轴 X 型 布局，设置机架类型是电机设置的前置条件。

• ⚠️ 重启生效

4.2 电机设置

⚠️ 电机设置需要控制电机转动。操作前请先拆卸螺旋桨并接入锂电池，完成后再 断开电池、重新安装桨叶

4.2.1 设置电调协议

开源飞控的电调协议通常默认为PWM，此处需要设置为DShot300，DShot是数字协议，因此无需电调校准操作，且相比传统模拟pwm信号精准度更高响应速度更快。

另外MVD35所使用的MicoAir743v2-AIO-35A飞控电调一体板，集成了四路bluejay电调，而bluejay电调固件不支持pwm，仅能支持DShot信号。

• ⚠️ 重启生效

4.2.2 设置电机输出通道映射

整机装配完成后，飞控输出通道与实际电机位置可能不完全对应。如果电机编号映射错误，飞控发出的控制指令会作用到错误的电机，导致起飞侧翻或无法稳定飞行，这也是新手最常遇到的第一个难题。

MicoConfigurator 提供了图形化的引导式自动映射功能。按照页面提示依次确认实际转动的电机位置后，配置器会自动生成对应的电机映射参数，无需手动计算通道对应关系。

4.2.3 修改电机转向

若发现电机转向错误，可通过软件修改电调转向参数，无需调换电机相线。

ArduPilot 固件截至4.7.0版本，依然不支持飞控直接修改电调转向参数，因此需要开启电调直通功能，通过专用的电调配置web工具来修改电调参数。修改完成后再关闭此功能。注意的是不推荐通过这种方式升级电调固件，有较大概率使电调变砖。

PX4 固件可以直接通过飞控修改电调转向参数（仅限于支持DShot的开源电调），因此直接在MicoConfigurator上配置即可。

4.2.4 电机转向与映射关系验证

• ⚠️ 验证完成后，断开电池并重新安装桨叶。

4.3 遥控器与飞行模式设置

4.3.1 遥控器对频

对频操作请参考视频教程：微空TRS遥数一体高频头&接收机使用指南

4.3.2 遥控器校准

4.3.3 飞行模式设置

ℹ️ 首次飞行建议将所有 飞行模式 设置为 自稳模式，后续根据需要修改或添加其他模式

4.3.4 解锁通道设置

4.4 电池与初始参数设置

本步骤配置电源参数，使飞控能够正确读取电池电压，并根据机架与电池信息写入初始 PID 参数。

4.4.1 电池设置

ℹ️ 完成后检查：配置器状态栏显示的电池电压与实际电压一致（允许 ±0.2V 误差）。

4.4.2 初始参数设置

4.5 传感器校准

本步骤通过加速度计六面校准与水平校准，消除传感器零偏。

5. 基础飞行测试（自稳模式）

⚠️ 飞行测试请在开阔安全的环境中进行

5.1 飞行前准备

• 检查起飞前飞控状态、解锁条件等信息，确保无人机可正常解锁起飞。

• 用手拨动桨叶，确认不会触碰机架、天线、线束等部件。
• 打开遥控器，将无人机放置在平坦地面上，插上电池供电，人退后至 2 米以上安全距离。

5.2 解锁与起飞

• 拨动 解锁开关（通道8）解锁，电机开始 怠速旋转。
• 缓慢推油门，使飞机离地约 30~50 厘米，切忌猛推油门。
• 控制油门与姿态摇杆进行小范围动作，确认飞机能保持稳定。
• 方向确认：微动右侧摇杆，向前推时飞机应前倾前飞，向左推时应左倾左飞。若方向相反，立即降落上锁，在遥控器通道反向（Reverse）菜单中修正对应通道。
• 姿态稳定性：观察飞机是否有明显抖动或自旋。自稳模式下，轻微漂移属正常现象，但不应出现剧烈晃动。（⚠️ 需人为手动实时修正无人机横滚俯仰姿态及油门输出，才能抵消自稳模式下的位置漂移）
• 油门响应：油门推拉时动力响应应平顺，无明显延迟或突变。

5.3 降落与上锁

• 缓慢拉低油门，使飞机平稳接地。
• 落地后将油门拉到最低，拨动解锁开关上锁，确认电机停转后断开电池。

⚠️ 遇到无法解锁、起飞后抖动或翻滚等问题，请参考 附录4 常见问题排查。

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6. 飞控进阶设置

完成自稳模式测试后，说明 MVD35 已经具备基本的手动飞行能力。接下来将进入自动飞行相关配置，让飞控使用 MTF-02P 光流测距传感器提供的高度和水平速度信息，实现室内自主悬停飞行。

本节会依次完成三项设置：先配置飞控的通信端口和传感器参数并确认光流和测距数据正常，再配置 EKF 参数使其融入飞控高度位置计算，最后设置用于测试的定高和定点飞行模式。

需要注意的是，定高和定点悬停不仅依赖光流与测距数据，也依赖稳定的 IMU 数据。如果飞行器能够悬停但效果不佳，应优先检查机体震动、桨叶状态、电机固定和飞控减震安装情况。

6.1 光流和测距传感器设置

本步骤配置 MTF-02P 光流测距传感器参数，使飞控识别传感器并验证数据正常。

6.1.1 设置飞控串口

ℹ️ MVD35 已将 MTF-02P 光流测距传感器接在飞控串口 4（UART4）上。

6.1.2 设置传感器类型

6.2 EKF 参数设置

将光流与测距数据融合进 EKF，作为速度与高度来源。

6.2.1 EKF 融合数据设置

• ⚠️ 重启生效

6.3 定高/定点飞行模式设置

7. 悬停飞行测试（定点模式）

⚠️ 首次测试切勿直接使用定点模式起飞。必须先在定高模式下起飞，确认高度稳定后再切换至定点模式。

7.1 飞行前准备

• 测试场地地面应有丰富纹理（如地毯、瓷砖拼花），避免纯色光滑地面（光流需要视觉特征）。
• 确保光照充足，避免强光直射地面产生反光。

7.2 定高测试

• 模式开关切到 定高模式（ALT_HOLD / Altitude）。
• 按第 5 节方式解锁起飞，缓慢将油门推过中点（约 60%），使无人机平稳离地至 0.8~1 米高度。
• 将油门回中，观察无人机是否能自动保持当前高度。
• 定高模式下，水平位置出现漂移属正常现象，需人为手动实时修正横滚俯仰姿态，才能抵消水平漂移。
• 上下推拉油门，确认高度响应平顺、无明显超调或震荡。

7.3 定点测试

• 在定高稳定悬停的状态下，将模式开关切换至 定点模式（Loiter / Position）。
• 松开所有摇杆，观察无人机是否能锁定水平位置（漂移范围应在 ±10cm 以内，无持续偏移）。
• 轻推方向摇杆后松开，观察无人机是否能在新位置稳定悬停。

7.4. 降落与上锁

• 缓慢拉低油门使飞机平稳接地，拨动锁定开关（通道8）关闭电机，断开电池。

⚠️ 遇到定高不稳、定点漂移或切换模式后异常加速等问题，请参考 附录4 常见问题排查。

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附录

1. Ardupilot 电机转向修改

若在 ArduPilot 固件下发现电机转向错误，可通过以下步骤在软件中修改，无需拆卸或调换电机相线：

• 设置 -> 电机设置 -> 启用 电调直通

• 配置工具 选择 ESC Configurator (BLS/BlueJay) -> 浏览器会自动打开该工具页面

• 回到 MicoConfigurator 重启飞控，并等待飞控重新连接

• 断开 MicoConfigurator 连接

• 切换到 ESC Configurator -> 点击右上角 选择串行端口

• 在弹出的 esc-configurator 想连接到串行端口 窗口中选择识别到的 飞控 -> 点击 连接

• 点击右上角 连接，将电调连接到电调配置器

• 点击右下角 读取设置 -> 等待读取电调信息完成后，修改对应序号电调的 电机方向 参数

• 点击右下角 写入设置 -> 等待写入完成后，点击右上角 断开连接

⚠️ 电机方向 可选 Normal 或 Reversed，两者互为相反转向

⚠️ 若无法读取完整的 4 路电调信息，可尝试重新读取设置或重新连接

• 重新连接 MicoConfigurator 并关闭 电调直通

• 设置 -> 电机设置 -> 关闭 电调直通 -> 重启飞控

2. 遥数一体数传连接

通过数传链路无线连接飞控，实时监测无人机状态，无需 USB 线即可远程配置与调试

步骤一： TRS 接收机与高频头对频

对频操作请参考视频教程：微空TRS遥数一体高频头&接收机使用指南

步骤二： 配置飞控数传串口

ℹ️ MVD35 已将接收机数传端口连接到飞控串口 1（USART1）上。

步骤三：连接高频头到电脑

• 拔掉连接飞控的 USB 线，打开遥控器并将遥控器高频头 USB 接口连接到电脑。

• 安装高频头驱动：CP2102驱动安装教程 （Windows）

• 打开 设备管理器，展开 端口(COM 和 LPT)，确认高频头已正常识别（无感叹号标志）。

步骤四：无线连接 MicoConfigurator

• 插上电池为无人机供电，等待高频头与接收机连接（接收机指示灯常亮，高频头屏幕显示 rssi 信号强度）。

• 连接到 MicoConfigurator：波特率 选择 57600，串行端口 选择 CP2102 USB to UART Bridge Controller。

• 连接成功后，确认 链路质量 及 仪表盘 等数据正常刷新。

常见错误

• ⚠️ 接收机 LED 一直快闪不变常亮：对频未成功，重启遥控器，并确认遥控器已开启外部射频输出，高频头供电正常。
• ⚠️ MicoConfigurator 无线连接后无数据：飞控串口参数未正确配置或连接波特率选择错误，检查串口设置并重新连接。
• ⚠️ 设备管理器端口列表中看不到 TRS 设备：确认高频头已通过 USB 连接电脑，检查驱动是否正常安装。

3. 飞控固件烧录

MicoConfigurator 固件升级 功能支持 在线升级、本地升级、DFU 烧录，推荐使用 DFU 烧录 。

⚠️ DFU 烧录 会清空飞控 FLASH 上全部数据，如果已有配置好的参数，可以将飞控参数先行备份，烧录完成后再行导入。

步骤一：飞控进入 DFU 模式并安装驱动

• 先按下飞控 BOOT 按钮，再插入USB数据线连接电脑。待飞控上电2秒后即可松开按钮。(此时飞控进入 DFU 模式，RGB 指示灯应处于熄灭状态)

• 下载并打开 zadig-2.8

• Options -> 勾选 List All Devices。

• 设备列表 选择 DFU in FS Mode

• 点击 Install Driver，安装 WinUSB 驱动。

• 等待驱动安装完成后。检查 设备管理器 是否识别到 DFU in FS Mode 。

步骤二：DFU 烧录固件

4. 常见问题排查

现象	可能原因	解决方案
地面站无法找到飞控端口	USB 线仅充电不支持数据传输 / 设备驱动未正确安装	查看 设备管理器 是否识别到设备 / 更换数据线
地面站连接后无数据	端口选择错误 / 无线数传波特率或协议未正确配置	在 设备管理器 确认正确的设备端口 / 用有线连接飞控重新核对数传端口及波特率参数
传感器校准失败	校准过程中移动了无人机	重新校准，保持静止
电机不转	未用电池供电 / 机架类型和电调协议未正确设置	确认使用电池供电，电池电量正常，检查飞控机架类型和电调协议设置
定高模式高度不稳	气压计受气流干扰 / 测距传感器数据未被正常识别	用海绵覆盖气压计以增加气流回路；检查测距仪读数是否正常
定点模式大幅漂移	地面缺乏视觉纹理 / 无人机震动过大 / 光流传感器工作异常	检查地面纹理与光照条件；查看飞行日志中的震动数据；查看状态页面中的光流数据
解锁失败	Pre-arm check 未通过 / 不满足解锁条件	查看配置器状态栏中的具体错误提示（如 EKF 未就绪、传感器报错等）
飞行中严重抖动	PID 参数不匹配 / 机架螺丝松动，安装不紧固 / 桨叶变形，电机震动大	检查螺旋桨是否有磨损或碰擦痕迹，确认安装牢固，必要时微调 PID 参数

5. 参考资料

• ArduPilot Copter 官方文档
• ArduPilot 参数完整列表
• PX4 用户指南
• MicoAir743v2-AIO-35A 用户手册
• 微空TRS遥数一体高频头和接收机用户手册