導(dǎo)航制導(dǎo)與控制是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中最復(fù)雜的系統(tǒng)，其功能可以有多種劃分方法，今天我們主要對(duì)無(wú)人機(jī)導(dǎo)航制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的基本原理和常用方法做一下介紹和歸納。

導(dǎo)航：即無(wú)人機(jī)獲得自己當(dāng)前(在某個(gè)參照系下)的位置、速度等信息，必要時(shí)還需要獲得當(dāng)前(相對(duì)于某個(gè)參照系)的姿態(tài)、姿態(tài)角速度等信息。例如，采用純慣性導(dǎo)航可以獲得無(wú)人機(jī)在某個(gè)慣性系下的位置、速度和加速度，以及相對(duì)于該慣性系的姿態(tài)角和角速度;GPS導(dǎo)航系統(tǒng)則可以提供無(wú)人機(jī)在WGS84坐標(biāo)系下的速度、位置和航向角等信息;而借助如Vicon、UWB等室內(nèi)定位系統(tǒng)則可以獲得無(wú)人機(jī)相對(duì)于室內(nèi)某個(gè)坐標(biāo)系的速度、位置等信息。因此，簡(jiǎn)要概括導(dǎo)航的主要工作就是要“知道自己在哪，知道自己的姿態(tài)”。

制導(dǎo)：即無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)(或外部輸入)目標(biāo)的位置、速度等信息，并根據(jù)自己的位置、速度以及內(nèi)部性能和外部環(huán)境的約束條件，獲得抵達(dá)目標(biāo)所需的位置或速度指令。例如，按照規(guī)劃的航路點(diǎn)飛行時(shí)，計(jì)算無(wú)人機(jī)徑直或者沿某個(gè)航線飛抵航路點(diǎn)的指令;采用基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)目標(biāo)跟蹤的光學(xué)制導(dǎo)時(shí)，根據(jù)目標(biāo)在視場(chǎng)中的位置(以及攝像頭可能存在的離軸角)計(jì)算跟蹤目標(biāo)所需的過(guò)載或者姿態(tài)角速度指令;而當(dāng)預(yù)裝(或SLAM獲得的)地圖中存在需要規(guī)避的障礙物或禁飛區(qū)時(shí)，根據(jù)無(wú)人機(jī)飛行性能計(jì)算可行的規(guī)避路線或者速度指令。因此，簡(jiǎn)要概括制導(dǎo)的主要工作就是要“知道目標(biāo)在哪，如何抵達(dá)目標(biāo)”。

控制：即無(wú)人機(jī)根據(jù)當(dāng)前的速度、姿態(tài)等信息，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作用來(lái)改變姿態(tài)、速度等參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定飛行或跟蹤制導(dǎo)指令。例如，當(dāng)固定翼無(wú)人機(jī)需要爬升高度時(shí)，計(jì)算需要的俯仰角和俯仰角速度指令，以及為了讓空速不至于大幅降低所需的油門(mén)指令;當(dāng)沿著航線飛行，但是存在側(cè)風(fēng)時(shí)，計(jì)算所需的偏航角指令以利用側(cè)滑抵消側(cè)風(fēng)影響;或者當(dāng)多旋翼無(wú)人機(jī)的某個(gè)旋翼失效時(shí)，計(jì)算如何為剩余旋翼分配指令以盡可能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定飛行。因此，簡(jiǎn)要概括控制的主要工作就是“改變飛行姿態(tài)，跟蹤制導(dǎo)指令”。

而石英撓性加速度計(jì)在重力場(chǎng)中，線加速度計(jì)可以測(cè)量重力加速度變化。當(dāng)其敏感軸向垂直于水平面時(shí)，加速度計(jì)指示單位重力加速度;若敏感軸向發(fā)生傾斜，其輸出為重力加速度與傾斜角度的正弦函數(shù)之乘積。利用這一原理，可以用作傾斜測(cè)量和調(diào)平。這就是石英加速度計(jì)在導(dǎo)航制導(dǎo)中的作用