4、震动数据采集：Mission Planner日志设置、震动日志下载、Excel/Matlab数据导入
好，咱们进入实操环节。前面讲了震动理论，现在得真刀真枪地采集数据了。说白了，没有数据，你分析个啥？
我个人习惯，拿到一架新飞机，第一件事不是调PID，而是先飞一个震动日志采集航线。为什么？因为震动是基础，基础不牢，后面全是白费功夫。我见过太多人，调了一整天PID，结果发现是震动太大，IMU数据都飘了，你说冤不冤？
4.1 Mission Planner日志设置
先打开Mission Planner，连接飞控。嗯，这里要注意，一定要用USB线或者数传连接稳定，别飞到一半断连，那日志就废了。
进入「初始设置」→「日志」页面。你会看到一堆选项，别慌，我们只关心震动相关的。
关键日志位设置：
- IMU（惯性测量单元）：必须勾选。包含加速度计和陀螺仪的原始数据，震动分析全靠它。
- GPS：建议勾选。震动会影响GPS定位精度，尤其是高度数据。
- RCIN（遥控器输入）：可选。如果你怀疑震动导致遥控信号抖动，可以勾上。
- CTUN（控制回路）：建议勾选。可以看到油门输出和姿态角，辅助判断震动来源。
我曾经遇到一个案例，飞友说飞机悬停时左右晃，查了半天IMU日志，发现震动不大。后来勾上CTUN一看，油门输出在剧烈抖动，原来是电调信号线被螺旋桨气流吹得乱晃。你看，多一个数据源，就多一条线索。
设置好之后，点击「保存」或「写入参数」。然后断开USB，准备起飞。
4.2 震动日志下载
飞完一个架次，落地，别急着拔电池。先连上Mission Planner，进入「飞行数据」→「日志」页面。
你会看到一堆日志文件，命名规则是 YYYY-MM-DD-HH-MM-SS.bin。选最新的那个，点击「下载」。下载速度取决于日志大小，一般几MB到几十MB不等。
注意：下载过程中不要断开连接，否则日志文件可能损坏。我有个同事，下载到一半手贱拔了USB，结果日志打不开，白飞了一趟。
下载完成后，你会得到一个 .bin 文件。这个文件是二进制格式，不能直接用Excel打开。别急，我们后面会处理。
4.3 Excel/Matlab数据导入
拿到 .bin 文件，怎么分析？两种主流方法：Excel和Matlab。我个人更推荐Matlab，处理大数据快，画图也漂亮。但Excel胜在方便，谁电脑上还没个Office呢？
4.3.1 用Excel分析
首先，你需要一个工具把 .bin 转成 .csv。Mission Planner自带这个功能：
- 打开Mission Planner，进入「日志」页面。
- 点击「打开日志」，选择你下载的
.bin文件。 - 在左侧列表中找到
IMU或ACC数据。 - 点击「导出CSV」按钮，保存到桌面。
然后，用Excel打开这个CSV文件。你会看到一堆数字，别晕。我们只关心几列：
- TimeUS：时间戳，单位微秒。
- AccX, AccY, AccZ：三轴加速度，单位m/s²。
- GyrX, GyrY, GyrZ：三轴角速度，单位rad/s。
选中这些列，插入一个折线图。嗯，你马上就能看到震动波形了。如果波形像心电图一样乱跳，说明震动很大。如果像一条平滑的波浪线，恭喜你，飞机状态不错。
小技巧：Excel的图表功能有限，建议只做初步查看。真要深入分析，还得上Matlab。
4.3.2 用Matlab分析
Matlab处理 .bin 文件，我一般用两种方法：
方法一：直接读取二进制文件
ArduPilot的日志格式是公开的，你可以写个脚本解析。但说实话，太麻烦，不推荐。
方法二：使用Mission Planner导出的CSV
和Excel一样，先导出CSV，然后用Matlab的 readtable 函数读取：
% 读取CSV文件
data = readtable('log_2024_01_15_10_30_00.csv');
% 提取加速度数据
acc_x = data.AccX;
acc_y = data.AccY;
acc_z = data.AccZ;
% 绘制时域波形
figure;
subplot(3,1,1);
plot(acc_x);
title('AccX 时域波形');
xlabel('采样点');
ylabel('m/s²');
subplot(3,1,2);
plot(acc_y);
title('AccY 时域波形');
subplot(3,1,3);
plot(acc_z);
title('AccZ 时域波形');运行这段代码，你就能看到三个轴的加速度波形。如果某个轴波形特别剧烈，说明那个方向震动大。
但时域波形只能看个大概，真正判断震动频率，还得做FFT（快速傅里叶变换）。
% 对AccX做FFT
Fs = 1000; % 采样频率，通常IMU是1kHz
L = length(acc_x);
Y = fft(acc_x);
P2 = abs(Y/L);
P1 = P2(1:L/2+1);
P1(2:end-1) = 2*P1(2:end-1);
f = Fs*(0:(L/2))/L;
% 绘制频谱
figure;
plot(f, P1);
title('AccX 频谱');
xlabel('频率 (Hz)');
ylabel('幅度');
xlim([0 100]); % 只看0-100Hz为什么只看0-100Hz？因为螺旋桨的震动频率通常在50-100Hz之间，电机震动在100-200Hz。超过200Hz的震动，多半是结构共振或者轴承问题。
实战经验：我曾经帮一个飞友分析他的六轴无人机，悬停时总是偏航。我让他采集震动日志，用Matlab做FFT，发现Y轴在80Hz处有一个尖峰。后来检查发现，是其中一个电机的动平衡没做好，换了个电机就好了。你看，FFT一出手，问题就暴露了。
4.4 知识体系总览
为了让你更直观地理解整个流程，我画了一张图：
这张图把整个流程串起来了。从日志设置开始，到飞行采集，再到下载和分析。你想想看，是不是每一步都有坑？日志设置漏了关键数据，分析就白搭；飞行时震动太大，数据就没参考价值；下载时断了，一切归零。
所以，我建议你每次飞行前，都按这个流程走一遍。养成习惯，后面调滤波器、优化PID，才能事半功倍。
个人习惯：我会在每次飞行后，把日志文件按日期和飞机编号命名，比如 20240115_QuadA_vibration.bin。这样以后查起来方便。别小看这个习惯，我见过有人日志文件堆了一桌面，想找某个数据，翻半天。
好了，数据采集这块就讲到这里。你拿到数据后，下一步就是分析震动特征，然后配置滤波器。别急，我们一步步来。