跳到主要内容

飞行控制器安装方向

网上有许多视频说明如何将飞行控制器（FC）与机架对齐，例如 Cyclone FPV 的 Flight Controller Orientation Settings in BetaFlight。

通常，FC 上会以油墨箭头标示陀螺仪方向，箭头指向前方。

在少数情况下，受空间限制，飞控必须以非常规方向安装在机架上，例如围绕多个轴旋转，无法再与机架主轴对齐。

FC 固件必须知道 FC 轴相对于机架轴的方向；否则 PID 控制器会错误解读飞行姿态和校正动作，造成不稳定甚至飞丢。为使各项控制正常工作，需要在 Betaflight App 的 Configuration 选项卡中设置相应角度。这些角度告诉 FC：如何围绕多个轴旋转机架坐标系，才能与 FC 的安装方向一致。

旋转约定​

对齐过程使用一组欧拉角（空间中彼此垂直的旋转轴）：偏航、俯仰、横滚，即 3-2-1 欧拉角。

Betaflight 表示 FC 方向时采用的内部旋转约定为 R = Rz(-Yaw) _ Ry(-Pitch) _ Rx(-Roll)。旋转矩阵 R 同时描述 FC 相对四轴飞行器原点的旋转，以及将传感器读数转换为“FC 与四轴机架对齐（箭头朝前 / x 轴）”时测得的读数。

对于对齐过程，更容易理解其逆变换 R^T = Rx^T(-Roll) _ Ry^T(-Pitch) _ Rz^T(-Yaw)：先绕 z 轴偏航，再将已偏航的机架绕其新的 y 轴俯仰，最后将已偏航和俯仰的机架绕其新的 x 轴横滚。由于存在负号，正角度方向遵循左手定则。例如，要进行正偏航，请用左手握住 z 轴并沿手指弯曲方向旋转。

可使用以下交互式工具确定电路板的对齐角度：https://www.geogebra.org/3d/sj5aeucn

确定对齐角度​

设想有一个固定在四轴飞行器上的坐标系，以及一个固定在 FC 上的坐标系。需要回答的问题是：如何旋转四轴的坐标系（x 向前、y 向左、z 向上），使其与飞控坐标系对齐（FC 上 x 向前，请注意箭头；y 向左；z 向上）？

  1. 将四轴坐标系绕 z 轴偏航。
  2. 将已偏航的坐标系绕其新的 y 轴俯仰。
  3. 将已偏航和俯仰的坐标系绕其新的 x 轴横滚。

安装前测试​

安装 FC 前，可按下列步骤验证对齐设置：将 FC 朝向显示器，在 Betaflight App 中打开 Setup 页面。

  1. 让 FC 偏航，点击 Reset Z axis，检查四轴可视化模型；正确则继续。
  2. 在已偏航的 FC 上继续进行俯仰，点击 Reset Z axis 并检查；正确则继续。
  3. 在已偏航和俯仰的 FC 上继续进行横滚，点击 Reset Z axis 并检查；正确则继续。
  4. 再次确认。

确定将四轴机架坐标系旋转至 FC 坐标系所需的三个校正角度后，将偏航、俯仰和横滚值填入 Betaflight App 对应字段。