总的来说，要搭建一套比赛用的无人机，基本上需要下面几个东西：

• 机架
• 航模电池
• 电调、电机、桨叶
• 飞控
• 遥控器
• SLAM硬件
• 上位机

一个一个来讲。

机架

淘宝上有卖机架的，联系老师的话估计老师那边也会有现成的机架传下来，这个没啥好说的。

航模电池

常用的航模电池有3S和4S，这里的S代表的是电芯数，3S就是有三个电芯。电芯数量决定了电池的电压大小，间接影响了无人机的续航，但是电芯越多重量也更大，导致飞机需要的升力越大（耗电也更大），所以到底是3s还是4s需要自己综合考虑。

我们队伍使用的是5300mAh的3S电池，额定电压11.1v，可用电压区间在10.5到12.6v，使用在前言中提到的那套配置，能续航4分钟以上（非极限续航），基本能满足比赛的要求。

当电池电压不足时会导致无人机升力不足，掉高度，这点需要注意。

听说新动模型的格氏电池挺不错。（厂商看到了记得结下广告费）

电池比较娇贵，也是消耗品，建议多买几块。

另外建议买几个BB响，将它插到航模电池的检测端，当电池低于指定电压时会发出超级大的声音，有效避免电池过放。

电调 & 电机 & 桨叶

电调与电机的配置直接决定了无人机的载重能力，建议选择的电调额定电流不低于30A，如果后期可能需要使用3D激光雷达等比较重的设备，建议最少电调额定电流在35A及以上。我们队伍最开始使用30A电调，换上Mid-360时飞机升力不足，起飞不了；试了一套35A的电调才能正常起飞（最终还是换上了50A的电调和新电机）。

现在淘宝上也有四合一电调（一个电调直接控制全部的四个电机），这种电调可能动力没四个独立的强，但是省空间，重量也要比四个加起来轻一些，可以自行考虑。

电机的选择建议询问淘宝卖家。

桨叶的选择就比较随意，只要机架能放下就行，我们使用的是三叶桨，桨叶越多升力越大，但多少叶最适合就母鸡咯。桨叶有正反方向之分，安装时需要按照根据电机旋转方向安装正确方向的桨叶。

连接电调和电机时，三根线可以随便插，随便调换其中两根的顺序即可改变电机的旋转方向，旋转方向需要与飞控地面站内的配置一样。连接电调和飞控时，需根据飞控说明书安装，电机的位置与插在飞控哪里有关。这两点任何一个出错了都将导致炸机，千万注意。

飞控

现在比较常见的飞控品牌有Pixhawk和Acfly（我只知道这两个），Pixhawk的社区比较完善，出问题了应该能找到解决方法，但是中文资料比较少；Acfly是国内的品牌，网上几乎没有任何关于Acfly的资料，有问题只能去官方售后群内问（群管理员还有点爱搭不理的感觉），好处是国内用的人比较多（？），可能有祖传的代码能用。

隔壁队伍炸了个Acfly后，换成了Pixhawk，听说也不是很好用，所以这个自行选择吧。我们队伍使用的是Acfly A9，这个系列文章也有飞控二次开发教程和代码，如果使用这个飞控可以直接拿来用。

遥控器

遥控器好像区别不是很大，我们选择的是富斯i6S和IA10B接收器，其中IA10B中的10是代表通道数，通道数越多遥控器上能使用的按钮就越多，一般有6、8、10的通道数版本，遥控器左右两个摇杆占据了4个通道，剩下的通道数将分配给上方的按钮。一般来说，遥控器上有4个按钮，所以8通道版本是最合适的；但是实际上6通道也够用了，按钮基本上只需要一两个用于调试就行了。

SLAM硬件

飞控需要使用SLAM硬件传递给它的信息确定自己身处的位置以及控制飞行稳定度，SLAM的好坏将会直接决定飞机是否能飞稳，也影响了后续代码的复杂度（好的SLAM能允许我在代码里面直接控制飞机飞向预定的坐标点，而不需要通过各种图像来确定我是否真的到了这一个点），另外它也很玄学。

一维/二维定位

首先讲讲Z轴也就是高度的定位，用的比较多的是TF-Mini，它的本质就是通过激光来测算出当前的Z轴高度，虽说是激光，但是其实也不是很准，一般配合其他SLAM硬件使用，例如T265。

然后XY轴的定位，用的比较多的是光流LC302/LC306/LC307，光流能用来干的事情就比较有限了，基本上只是初期搭建飞机时把光流直接插在飞控上，然后测试飞机是否能定点悬停以及调整飞机基础参数。感觉这东西应该是能通过算法拿到XY轴坐标信息的，但是我没研究过所以不确定。

以上两个硬件都比较初级，按照飞控说明书安装即可使用了，多用于刚装好飞机的时候调试用，在正式比赛中可能并不会使用，所以这里简单略过。

三维定位

对于三维定位，我知道的硬件方案有两种，基于视觉的Intel Realsense T265和3D激光雷达Livox Mid-360（应该也有其他的3D激光雷达可以用，我只知道这个），其中3D激光雷达的方案在具体实现上又可以分为 基于点云和惯性测量单元IMU的雷达惯性里程计Fast_LIO 和 纯基于点云对场景建模的Open3D_SLAM ，这两种方案的区别将在SLAM专题中讲到，这里可以暂时不用了解。

T265通过视觉信息和内置的IMU计算得到当前的坐标，它的主要问题是T265得到的数据不太可靠，并且经常出现问题，有人研究过T265在特定频率的晃动下数据将完全不可用，此时飞机会炸机。另外，T265也有体质差异，不同硬件有些容易炸有些不容易炸（我们队伍的这块甚至放在小车上低速移动也会炸），所以也许Intel发现用视觉做SLAM的方案局限性太大了吧，现在T265已经不再更新和维护，相关软件也在最新版本中移除了硬件支持。

Livox Mid-360本质上来说只是个3D激光雷达+IMU，它的返回是点云数据（周围无数个点的位置和距离）和IMU数据（加速度，俯仰角啥的），通过这两个数据再结合一些算法就能计算得到当前的坐标信息。这个硬件啥都好，就是贵（这是我的问题），官方售价4k但是没货，淘宝上售价5k甚至一度炒到了6k，这钱是真好赚啊。它的数据根据算法的不同在鲁棒性等方面有所区别，但是也比T265要好很多，目前还没有发现数据不可靠的情况。就是如果时间允许的话建议加个保护罩（官方好像有售），这万一调试的时候磕了碰了，心和钱包都会一紧。

整体方案

刚搭好无人机时使用光流+TF-Mini测试飞机，确定能定点之后使用TF-Mini+T265或TF-Mini+激光雷达测试定点，如果出现高度不稳定的情况就把TF-Mini拆掉之后再测试。在我的测试中，使用Livox Mid-360 + TF-Mini会出现高度不稳的情况，但单独使用Livox Mid-360会缓慢掉高度（不会很厉害，也有可能是飞控代码问题，相信后人的智慧），具体TF-Mini的安装与否需要自行测试。

使用新的SLAM方案后首先使用定点模式测试飞机是否能悬停，使用绳子拉扯之后是否能会到原位，如果没问题的话代表这套方案至少能用，效果好不好就需要用具体题目来测试了。

上位机

通常，无人机的控制逻辑是：飞控负责控制好飞机的姿态，上位机发送命令给飞控来操作无人机执行前进后退一类的动作；另外上位机还需要运行针对题目要求写的代码、图像处理的代码、各种传感器数据处理、SLAM算法、外部设备控制，所以上位机是完成题目最重要的部分，它需要负责的事情比较多，对性能的要求也比较大。

上位机的选择就比较多了，总的来说可以分成两大类，NUC和Nvidia Jetson。

NUC

虽然NUC一般是指Intel的某个产品线，但是为什么要局限在Intel和，AMD不香么？所以我这里说的NUC指的是使用x86架构的小型电脑。

选择NUC的好处有：CPU性能强劲，不需要单独处理ARM架构依赖的问题，比赛结束后还能当电脑来用；缺点是：功耗大，接口少（只有USB口，没有GPIO），没有CUDA加速（没有独显），可能重量更重。

Jetson

你可以简单地理解成Jetson就是有CUDA加速的树莓派（树莓派是什么东西，请问度娘），CUDA加速主要用于加速人工智能、深度学习一类程序的计算，这东西在比赛中确实是可能用到的，例如在本系列文章中会讲到的Yolo，虽然即使没有CUDA加速也能用CPU硬跑，但是效果具体如何就需要自行验证了（NUC的CPU性能很强，估计也不会差）。

选择Nvidia Jetson的好处有：有CUDA加速（也是Jetson与其他微型单板计算机例如树莓派的主要区别），功耗低，接口丰富（有GPIO）；缺点是：想要性能好得砸钱，比赛结束后就吃灰，Jetson设备上有一套不同于其他设备的编译方式以及开发方式。

这里给点必坑建议，如果要用Jetson的话千万不要选择Jetson Nano，因为这个型号确实比较老了，性能什么的已经跟不上了，有这钱上NUC绝对吊打。我们队伍先后用过Jetson Nano 4GB和Jetson Orin NX 8GB，nano的性能差到跑OpenCV编译要6-7个小时，编译自己写的C++代码要等一分钟以上（代码量只有几百行），并且在我自己使用中开启比赛需要的各种依赖+自己写的代码+OpenCV处理后帧数出现惊人的0.5帧，基本上属于不能用的水平，所以听我一句劝，真爱生命 远离Nano。最后，我们斥巨资4k上了Jetson Orin NX 8GB就一切都很美好了，编译OpenCV只需要半个小时不到，跑Yolo也挺丝滑。

总结

选择NUC主要的缺点还是在于功耗比Jetson大，以及纯使用CPU跑深度学习的效果好不好上。在购买之前还得综合考虑功耗以及重量，个人感觉如果使用了NUC，3S的电池可能就不太顶得住了，另外还需要多买几个CH340（USB转串口）+USB拓展坞啥的。

选择Jetson的话需要砸钱，以及对你的资料查找能力有一定考验，例如编译OpenCV时Jetson设备的编译就与其他设备不一样，配置环境比较麻烦，如果你之前从来没有接触过Linux的话建议还是选择x86架构的NUC方便一些，少很多麻烦。

小结

本篇文章内所说的只覆盖了比较重要的几个硬件选择，在实际搭建无人机的过程中还需要分电板、升/降压模块等东西；再者每年都有新的硬件出来，我上面提到的不一定就是最完美的解决方案，在你看到这篇文章的时候可能我上面提到的硬件又被淘汰了，所以能有个学长给点参考意见的话还是很重要的。

说了这么多又好像什么都没说，最终的决定权还是在看到这句话的你手上，选择困难症的话照着我这个队伍的方案买也不差（应该）。