第二章 传感器校准：让飞控“感知”真实世界

传感器校准，说白了就是让飞控知道“什么是正”、“什么是平”、“什么是北”。

我见过太多新手，一上来就急着调PID，结果飞机乱飘、偏航、甚至炸机。最后发现——传感器根本没校准。嗯，这步跳不过去。

2.1 加速度计校准

加速度计负责感知重力方向。它告诉飞控：“哪边是地面”。

我个人习惯，每次换飞控板或者重新刷固件后，第一件事就是校准加速度计。

校准步骤

1. 把飞行器放在水平台面上，确保静止不动。
2. 进入地面站（如Mission Planner、QGC）的传感器校准页面。
3. 点击“校准加速度计”，按提示依次摆放飞行器：
   水平（机头朝前）、左侧躺、右侧躺、机头朝下、机头朝上、背部朝下。
4. 每个姿态保持2-3秒，听到提示音或看到进度条走完。
5. 校准完成后，检查数值：静止时，Z轴应接近 -9.8 m/s²，X、Y轴接近0。

常见报错与解决

报错信息	原因	解决办法
“Accel calibration failed: not stable”	校准过程中飞行器晃动	放在稳固平面上，确保静止
“Offset out of range”	传感器硬件偏差过大	检查飞控板是否受撞击，必要时更换
“Calibration timeout”	某个姿态停留时间不足	每个姿态保持3秒以上

2.2 陀螺仪校准

陀螺仪测量角速度。它告诉飞控：“我在转，转多快”。

你想想看，如果陀螺仪有零偏，飞机明明悬停，飞控却以为它在自旋——那后果就是疯狂打舵修正，最后抖成筛子。

校准步骤

1. 飞行器放在水平面，完全静止。
2. 进入地面站，选择“校准陀螺仪”。
3. 系统会自动采集约10秒的静态数据，计算零偏值。
4. 校准完成后，检查陀螺仪数据：静止时，三轴角速度应接近0（±0.1 rad/s以内）。

常见报错与解决

报错信息	原因	解决办法
“Gyro calibration failed: motion detected”	校准过程中飞行器被移动	确保绝对静止，远离振动源
“Gyro bias too high”	传感器老化或损坏	尝试重新上电，若仍报错则需更换

2.3 磁罗盘校准

磁罗盘（磁力计）感知地磁场，告诉飞控“哪边是北”。

这是最容易出问题的一步。为什么？因为城市里到处都是电磁干扰——高压线、钢筋、甚至你口袋里的手机。

校准步骤

1. 进入地面站的磁罗盘校准页面。
2. 手持飞行器，在空中画“8”字：
   先水平画大8字，再垂直画8字，最后绕各个轴旋转。
3. 确保每个方向都覆盖到，持续约30-60秒。
4. 校准完成后，检查磁场强度：
   室内通常200-400 mGauss，室外400-600 mGauss。
   如果偏差超过100 mGauss，说明干扰严重。

常见报错与解决

报错信息	原因	解决办法
“Mag calibration failed: interference”	强电磁干扰	远离金属物体、高压线，换个位置重试
“Mag offset too large”	传感器附近有铁磁性物质	检查飞控安装位置，移除螺丝、支架等铁质件
“Compass health: poor”	校准后数据不稳定	重新校准，或检查罗盘是否被遮挡

2.4 气压计校准

气压计测量高度。它通过气压变化推算飞行高度。

嗯，这里要注意：气压计对温度极其敏感。阳光直射、风直接吹到传感器上，都会导致高度漂移。

校准步骤

1. 飞行器上电后，静止放置至少30秒，让气压计稳定。
2. 进入地面站，点击“校准气压计”。
3. 系统会自动记录当前气压作为基准值（海平面参考）。
4. 校准完成后，检查高度读数：静止时应为0米（或接近0）。

常见报错与解决

报错信息	原因	解决办法
“Baro calibration failed: pressure unstable”	风直接吹到传感器上	用海绵或泡沫遮挡风道，静止等待
“Altitude drift too high”	温度变化或传感器故障	避免阳光直射，检查气压计是否被遮挡

2.5 传感器校准知识体系

下面这张图，是我自己总结的传感器校准逻辑。你看完就明白，为什么顺序不能乱。

校准顺序为什么这么排？因为加速度计和陀螺仪是飞控姿态解算的基础，必须先搞定。磁罗盘容易受干扰，所以放到后面单独处理。气压计最简单，最后收尾。