前提是這里假定底層的控制器已經(jīng)設(shè)計好，包含速度控制器-》高度控制器-》姿態(tài)控制器。常見的飛控的手動操作飛行模式為姿態(tài)、定高、定點，要滿足以上的飛行模式，則至少需要做到速度控制器部分，即搖桿作為速度方向目標值，控制飛行器定速飛行以及不控桿情況下的定點懸停。

　　然而，要實現(xiàn)飛行器的自主飛行，一般由地面站或APP給飛控發(fā)送目標位置的經(jīng)緯度，那如何讓飛行器飛到指定點呢？

　　這里以返航模式舉例，引出位置控制器的必要性以及不同控制器的差異性。

　　返航模式

　　要想讓飛控完成返航功能，則必不可少的需要一個位置控制器，即根據(jù)當前位置和目標位置（這里指的是home點），得到速度目標值，從而進入下一級的速度控制器。

　　最簡單的位置控制器：

　　根據(jù)當前位置和目標位置的經(jīng)緯度，分別對經(jīng)緯度求誤差，轉(zhuǎn)換成距離后，乘以一定的比例系數(shù)K，從而轉(zhuǎn)換成Vn和Ve的速度目標值，判定當前位置和目標位置的距離，從而判定是否已經(jīng)完成返航，到達home點上空，進行自主降落即可。

　　這個方法有什么問題？

　　一句話概括就是沒有考慮軌跡跟蹤的問題，即是否按照航線飛行。

　　示意圖如下

　　假設(shè)在點1處，進入返航狀態(tài)，則應(yīng)該是以黑線的狀態(tài)飛往home點。如果由于風力的影響，飛行器被吹到了點2處，以上述的返航設(shè)計方法，則會以藍色箭頭的方向飛往home點。雖說不影響返航功能，但是這種不壓線的飛行，在后續(xù)的自主飛行設(shè)計中也會受到影響，所以這種簡單的位置控制勢必會影響后面自主航線飛行的性能。

　　改進：

　　位置控制器的輸入是目標點的經(jīng)緯度，輸出的是Vn 、Ve方向的目標速度，作為下一級速度控制器的輸入。與之前不一樣的地方在于，引入了垂直航線的距離，通過這個距離控制飛行器壓線飛行。

　　步驟：

　　? 根據(jù)當前點和目標點的經(jīng)緯度，得到兩點之間的距離；

　　? 計算當前點和目標點的航向角；

　　? 根據(jù)距離和航向角，計算出沿著目標方向和垂直方向的距離；

　　? 垂直方向的距離用來判定飛行軌跡是否壓線準確；

　　? 沿著目標的距離以及補償?shù)拇怪钡木嚯x通過一個系數(shù)，將距離信息轉(zhuǎn)換到速度信息，再分解到NE坐標系，得到Vn、Ve的速度目標值。

　　設(shè)計好位置控制器后，這時實現(xiàn)自主飛行就非常簡單了，只需給飛控發(fā)送目標點的經(jīng)緯度即可，而航點飛行的策略，則可自由添加，比如到點懸停多長時間，要不要對準機頭方向，高度要不要上升或下降等等。

　　鑒于好久不更新了，先更新一篇，講一個小問題，這個問題相信很多人在實現(xiàn)功能的時候并未注意過。筆者發(fā)現(xiàn)有關(guān)軌跡跟蹤的論文文章比較多，大多理論為主，看的云里霧里，但其實要解決的問題很簡單，有興趣深挖的人可以搜尋有關(guān)l1導航的資料，px4開源飛控中，固定翼有用到。