APM中文使用手册Word版 - 图文

一、介绍

ArduPilotMega自动驾驶仪（简称 APM 自驾仪）是一款非常优秀而且完全开源的自动驾驶控制器，可应用于固定翼、直升机、多旋翼、地面车辆等，同时还可以搭配多款功能强大的地面控制站使用。地面站中可以在线升级固件、调参，使用一套全双工的无线数据传输系统在地面站与自驾仪之间建立起一条数据链，即可组成一套无人机自动控制系统，非常适合个人组建自己的无人机驾驶系统。

二、性能特点

? 免费的开源程序，支持多种载机。ArduPlane模式支持固定翼飞机，Arducoper模式支持直升机与多旋翼

（包括三轴、四轴、六轴、八轴等），ArduRover模式支持地面车辆；

? 人性化的图形地面站控制软件，通过一根Micro_USB线或者一套无线数传连接，鼠标点击操作就可以进行设置和下载程序到控制板的 MCU 中，无需编程知识和下载线等其它硬件设备。但如果你想更深入的了解 APM 的代码的话，你仍旧可以使用 Arduino 来手动编程下载；

? 地面站的任务规划器支持上百个三维航点的自主飞行设置，并且只需要通过鼠标在地图上点击操作就行；

? 基于强大的MAVLink协议，支持双向遥测和实时传输命令；

? 多种免费地面站可选，包括 Mission Planner ，HK GCS 等，还可以使用手机上的地面站软件，地面站中可实现任务规划，空中参数调整，视频显示，语音合成和查看飞行记录等； ? 可实现自动起飞，自动降落，航点航线飞行，自动返航等多种自驾仪性能； ? 完整支持Xplane和 Flight Gear 半硬件仿真

三、硬件构成

o 核心MCU采用ATMEL的8bit ATMEGA2560

o 整合三轴陀螺仪与三轴加速度的六轴MEMS传感器MPU6000 o 高度测量采用高精度数字空气压力传感器MS-5611

o 板载16MB的AT45DB161D存储器 o 三轴磁力计HMC5883 o 8路PWM控制输入 o 11路模拟传感器输入

o 11路PWM输出（8路电调电机+3路云台增稳）

o GPS 模块可选MTK 3329及支持ublox输出的NEO-6M、7M、LEA-6H等 o 可屏蔽板载PPM解码功能，外接PPM解码板或者外接PPM接收机

o 可屏蔽板载罗盘通过I2C接口使用外置扩展罗盘

o （可选）OSD模块，将无人机姿态、模式、速度、位置等重要数据叠加到图像上实时回传 o （可选）空速传感器

o （可选）电流电压传感器

o （可选）超声波测距传感器 o （可选）光流定点传感器 o （可扩展）其它 UART、I2C、SPI 设备

四、硬件方框图

五、飞控板概览 正面图

1、数传接口

2、模拟传感器接口 3、增稳云台输出接口

4、ATMEGA2560 SPI 在线编程接口（可用于光流传感器） 5、USB 接口 6、遥控输入 7、功能选择跳线 8、GPS 接口

9、I2C 外接罗盘接口

10、ATMEGA32U2 SPI 在线编程接口

11、多功能可配置 MUX 接口（默认为 OSD 输出） 12、电流电压接口 13、电调供电选择跳线 14、电调输出接口

背面图

1、 SPI 的 MISO 电压选择 2、 PPM 输入选择

3、 MUX 接口功能选择

六、硬件安装

在 APM 主板拿到手后，首先应明确自己的用途，并且熟悉了上述功能和接口再进行后续的硬件安装和连接。具体安装接线参照本手册附件中的接线图，安装中需要注意以下几点：

1、APM 飞控为 5V 供电，最高不要超过 5.5V。APM 板上有两片 0.5A 自恢复保险，这两片保险只对 USB 接口、电调接口和 PM 电流电源传感器接口输入的 5V 电源有效，为有效保护 APM 主板，请尽量使用这三个接口供电，使用电调接口和 PM 接口供电还具有反接保护功能，所以推荐你使用带 UBEC 的电调或者带 UBEC 输出的电流电压传感器进行供电，使用这两处接口供电，你需要将板上标记 JP1 的排针用一个 2.0 跳线帽插上，否则将不能供电；关于电调并联供电的问题:因 APM 的电调输出口正极端都是并连的,所以多个带 UBEC 输出电调都插上的话存在输出并联的情况,如果电调使用的是开关型稳压模块,那么建议只用一个电调的 UBEC 输出对 APM 供电,其它电调的正极线用挑针从 3P 杜邦头中挑出,而使用线性稳压模式的电调可以并联,不需要挑线。辨别是否是开关型还是线性 UBEC 有个比较简单的法则：一般标注支持 2-3S 的电调都是线性 UBEC，可以直接并联；而 4S 及 4S 以上的电调，如果带 UBEC 输出，一般是开关型 UBEC，因为 4S 电池 14.8V 以上电压要降压到 5V 输出，如果使用线性稳压模块，那么稳压模块自身的发热将会非常大，无法提供大电流输出；

2、通过 USB 接口供电时，如果 USB 数据处于连接状态，APM 会切断数传接口的通讯功能，所以请不要同时使用数传和 USB 线连接调试 APM，USB 接口的优先级高于数传接口，仅有供电功能的 USB 线不在此限；

3、APM 板载的加速度传感器受震动影响，会产生不必要的动差，直接影响飞控姿态的计算，条件允许请尽量使用一个减震平台来安装 APM 主板；

4、APM 板载的高精气压计对温度的变化非常敏感，所以请尽量在气压计上覆盖一块黑色海绵用来遮光，以避免阳光直射的室外飞行环境下，光照热辐射对气压计的影响。另外覆盖海绵，也可以避免飞行器自身气流对气压计的干扰。

七、使用建议

对于初次使用 APM 自驾仪的用户来说，建议你分步骤完成 APM 的入门使用： 1、首先安装地面站控制软件及驱动，熟悉地面站界面的各个菜单功能； 2、仅连接 USB 线学会固件的下载；

3、连接接收机和 USB 线完成 APM 的遥控校准、加速度校准和罗盘校准； 4、完成各类参数的设定；

5、组装飞机，完成各类安全检查后试飞； 6、PID 参数调整；

7、APM 各类高阶应用。

八、地面站调试软件 Mission Planner 安装

首先，Mission Planner的安装运行需要微软的Net Framework 4.0 组件，所以在安装Mission Planner之前请先下载 Net Flamework 4.0 并安装，官方下载地址为http://www.microsoft.com/zh-cn/download/confirmation.aspx?id=17718

安装完Net Framework后开始下载Mission Planner安装程序包，最新版本的Mission Planner可以点击此处下载：http://firmware.diydrones.com/Tools/MissionPlanner/,下载页面中每个版本都提供了MSI版和ZIP版可供选择。MSI为应用程序安装包版，安装过程中会同时安装APM的USB驱动，安装后插上APM的USB线即可使用。ZIP 版为绿色免安装版，解压缩即可使用，但是连接APM后需要你手动安装APM的USB驱动程序，驱动程序在解压后的 Driver文件夹中。具体使用哪个版本请自行决定，如果是第一次安装使用，建议你下载MSI版。

以安装 MSI 版为例（注意：安装前请不要连接 APM 的 USB 线），双击下载后的 MSI 文件，然后一步一步 Next 即可，只是安装过程中弹出设备驱动程序安装向导时，请点击下一步继续,否则会跳过驱动程序的安装

接着勾选始终信任……然后点击安装，安装程序会自动安装相关的驱动程序

安装完 Mission Planner 后，安装程序一般不会在桌面创建一个快捷方式，所以请自行打开安装目录，选择 ArdupilotMegaPlanner10 文件右键，选择发送一个快捷方式到桌面上，以方便日后使用。

特别提醒：有些精简版 GHOST 系统和 64 位 WIN7 系统因缺少相关文件会提示驱动不成功，本手册包提供了相关的补丁文件，请查看本手册包中关于无法安装驱动的解决办法，打上补丁后再重新检索安装驱动程序，驱动是否成功安装的标志就是在设备管理器中正确识别了标识为 Arduino Mega 2560 的端口号。

九、认识Misson Planner 的界面

安装完 Mission Planner 和驱动后，现在可以开始启动Misson Planner 主程序了，启动后首先呈现的是一个多功能飞行数据仪表界面。

新版Misson Planner 已将大部分菜单汉化，非常贴合国情。主界面左上方为八个主菜单按钮，飞行数据实时显示飞行姿态与数据；飞行计划是任务规划菜单；初始设置用于固件的安装与升级以及一些基本设置；配置调试包含了详尽的 PID 调节，参数调整等菜单；模拟是给 APM 刷入特定的模拟器固件后，将 APM 作为一个模拟器在电脑上模拟飞行使用；终端是一个类似 DOS 环境的命令行调试窗口，功能非常强大。主界面右上方是端口选择、波特率以及连接/断开按钮（connect/disconnect）,具体使用后续有相关说明。

十、固件安装

APM 拿到手后首先要做的就是给它刷入你自己需要的固件，虽然卖家在销售前可能会帮你刷入固件，但是未必是符合你要求的固件，所以学会刷新 APM 的固件是你的必修课之一。

固件安装前请先连接 APM 的 USB 线到电脑(其它的可不用连接)，确保电脑已经识别到 APM 的 COM 口号后，打开 Mission Planner（以下简称 MP），在 MP 主界面的右上方端口选择下拉框那里选择对应的 COM 口，一般正确识别的 COM 口都有 Arduino Mega 2560 标识，直接选择带这个标识的 COM 口，然后波特率选择 115200，注意：请不要点击 connect 连接按钮，固件安装过程中程序会自行连接。如果你之前已经连接了 APM，那么请点击 Disconnect 断开连接，否则固件安装过程中弹出错误提示 另外请注意：请不要用无线数传安装固件，虽然无线数传跟 USB 有着同样的通信功能，但它缺少 reset 信号，无法在刷固件的过程中给 2560 复位，会导致安装失败。

风迅电子 http://shop109208831.taobao.com

接下去点击 Install setup（初始设置），MP 提供了两种方式升级安装固件，一种是 Install Firmware 手动模式，另外一种是 Wizard 向导模式，Wizard 向导模式会一步一步的以对话方式提示你选择你对应的飞控板、飞行模式等参数，虽然比较人性化，但是有个弊端，向导模式会在安装过程中检索你的端口，如果检索后端口后，因电脑性能的差异，端口没有有效释放的话，后续的固件烧入会提示不成功，所以使用向导模式升级安装固件的话出错概率比较大，建议你使用 Install Firmware 手动模式安装。

风迅电子 http://shop109208831.taobao.com

点击 Install Firmware，窗口右侧会自动从网络下载最新的固件并以图形化显示固件名称以及固件对应的飞机模式，你只需要在对应你飞机模式的图片上点击，MP 就会自动从网络上下载该固件，然后自动完成连接 APM—

—写入程序——校验程序——断开连接等一系列动作，完全无需人工干预。如果你想使用一个历史版本的固件，那么请点击右下角 Beta firmware pick previous Firmware 处，点击后会出现一个下拉框，你只要在下拉框里选择你自己需要的固件就行了。

3.1 版本以后的固件在安装完后都会先弹出一个警告提示框

这是在提醒你：这个版本的固件在解锁后，电机就会以怠速运行，如果关闭或者配置这个功能，请使用 MOT_SPIN_ARMED 参数进行配置，具体使用请看后文的参数配置。

固件安装提示 Done 成功后，你就可以点击右上角的 connect 连接按钮连接 APM，查看 APM 实时运行姿态与数据了

当一个全新的固件下载进 APM 板以后，你首先需要做的是三件事：一是遥控输入校准，二是加速度校准，三是罗盘校准，如果这三件事不做，后续的解锁是不能进行的，MP 的姿态界面上也会不断弹出红色提示：PreArm： RC not calibrated（解锁准备：遥控器没有校准），

风迅电子 http://shop109208831.taobao.com

PreArm： INS not calibrated（加速度没有校准）

PreArm： Compass not calibrated（罗盘没有校准）

风迅电子 http://shop109208831.taobao.com

十一、遥控校准

首先进行遥控校准，遥控校准需要连接你的接收机，具体连接请查看 APM 连接安装图，连接好后连接 APM 的 USB 数据线（也可以通过数传进行连接），然后打开遥控器发射端电源，运行 MP，按下图步骤选择好波特率与端口后点击 connect 连接 APM，接着点击 Install setup（初始设置）——Mandatory Hardware——Radio Calibrated （遥控校准）——点击窗口右边的校准遥控按钮

点击校准遥控后会依次弹出两个提醒：分别是确认你遥控发射端已经打开 and 接收机已经通电连接，确认你的电机没有通电（这点非常重要，做这步工作的时候建议你的 APM 只连接 USB 和接收机两个设备）

风迅电子 http://shop109208831.taobao.com

然后点击 OK 开始拨动遥控开关，使每个通道的红色提示条移动到上下限的位置

当每个通道的红色指示条移动到上下限位置的时候，点击 Click when Done 保存校准时候，弹出两个 OK 窗口后完成遥控器的校准。如果你拨动摇杆时上面的指示条没有变化，请检查接收机连接是否正确，另外同时检查下每个通道是否对应

风迅电子 http://shop109208831.taobao.com

十二、加速度校准

加速度的校准建议准备一个六面平整，边角整齐的方形硬纸盒或者塑料盒，如下图所示，我们将以它作为 APM 校准时的水平垂直姿态参考，另外当然还需要一块水平的桌面或者地面

首先用双面泡沫胶或者螺丝将 APM 主板正面向上固定于方形盒子上，如图中所示：

风迅电子 http://shop109208831.taobao.com

然后连接 APM 与电脑，打开 MP 并 connect，点击 Install setup 下的 Mandatory Hardware 菜单，选择AccelCalibrad（加速度校准），点击右边的校准加速度计开始加速度计的校准

点击以后会弹出 Place APM level and press any key（请把 APM 水平放置然后按任意键继续）提示框，

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/w6s8.html