獵鷹智控（自駕儀）--控制算法和導航控制系統總體架構說明
UKF原理介紹
1 什么是UKF算法 和 為什么要使用UKF
UKF（Unscented Kalman Filter)，中文釋義是無損卡爾曼濾波、或者去芳香卡爾曼濾波。是無損變換(UT) 和標準Kalman濾波體系的結合，通過無損變換使非線性系統方程適用于線性假設下的標準Kalman濾波體系。
與EKF（擴展卡爾曼濾波）不同,UKF是通過無損變換使非線性系統方程適用于線性假設下的標準Kalman濾波而不是像EKF那樣,通過線性 化非線性函數實現遞推濾波。由于在現實生活中實際的目標跟蹤中,跟蹤系統的狀態模型和量測模型多是非線性的,因此采用非線性濾波的UKF要明顯優于 EKF.
2 UKF公式的組成和計算方法
Unscented Kalman Filter (UKF) equations
UKF的原理是對非線性函數的概率密度分布進行近似，用一系列確定樣本來逼近狀態的后驗概率密度，而不是對非線性函數進行近似，不需要求導計算 Jacobian矩陣。UKF沒有線性化忽略高階項，因此非線性分布統計量的計算精度較高。基于上述優點采用UKF作為慣性導航的核心算法。
神經元自適應PID 的原理
離散化的增量PID算式為：（1）式中 為輸出增量， 為比例系數， 為微分系數， 為積分系數， 為偏差信號， 為采樣時刻。
由（1）式可以得出控制器的參數為常值，一經確定變無法更改，這里引入神經元模型實現對系統控制器狀態參數的實時整定。實現了根據姿態變化程度 動態生成的pGain，iGain，dGain。從結果上看神經元PID可以自適應調節控制量的變化，姿態變化越快，相應控制速度就越快，同時降低控制 量。如果變化越緩慢，控制力度就自動變大。
MAVLINK 1.0 地面站通信協議
什么是MAVLINK 協議，為什么要使用MAVLINK
MAVLINK 的英文注解：Micro Air Vehicle Communication Protocol，該協議具有數據結構簡潔，通信量小，功能覆蓋全，擴展性強等特點，目前已經成為微型無人機控制領域內的標準協議，包括 APM，AR.DRONE,PixHAWK等飛控平臺均使用MAVLINK 協議作為通信協議。
當前飛控板使用的是慣性導航算法和神經元自適應PID控制輸出，姿態刷新率200Hz，支持MAVLINK 1.0協議。
1.
導航控制整體結構框圖
整套系統軟件采用嵌入式多任務操作系統設計，針對各種類型的飛行器（如固定翼；傳統直升機以及雙旋翼；3旋翼等特種飛行器），可移植性強，同時也可應用于船只，車輛導航控制等領域。
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