3. 数据采集硬件选型：飞控系统、机载电脑与传感器搭配
大家好，我是老赵。干无人机数据采集这行快十年了，踩过的坑比飞过的航线还多。今天咱们聊聊硬件选型——说白了，就是怎么把钱花在刀刃上。
很多新手上来就问：“哪个飞控最好？” 我一般会反问：“你要飞什么？采集什么数据？” 没有万能方案，只有最合适的搭配。
3.1 飞控系统：无人机的“小脑”
飞控负责稳定飞行和执行航线。我个人习惯把飞控比作无人机的“小脑”——它不负责思考复杂任务，但必须保证你摔不了。
Pixhawk 系列
Pixhawk 是开源硬件的标杆。我最早接触的是 Pixhawk 1，那时候还得自己焊线。现在 Pixhawk 4 和 Holybro 的板子已经非常成熟了。
| 型号 | 处理器 | 推荐场景 | 我的评价 |
|---|---|---|---|
| Pixhawk 4 | STM32F765 | 多旋翼、测绘 | 稳定，适合入门到进阶 |
| Cube Orange | STM32H743 | 工业级、垂直起降固定翼 | 冗余设计，我项目里用得最多 |
| Pixhawk 6X | STM32H753 | 科研、自动驾驶 | 性能过剩，但调试复杂 |
ArduPilot 固件
飞控硬件定了，固件选什么？ArduPilot 是首选。它支持 Pixhawk 全系列，而且社区活跃。我曾经在项目里遇到过 GPS 丢星的情况，ArduPilot 的 EKF 滤波器硬是把飞机救回来了——换成某些闭源固件，估计已经炸了。
3.2 机载电脑：无人机的“大脑”
飞控管飞行，机载电脑管数据。说白了，机载电脑就是挂载在无人机上的微型计算机，负责处理传感器数据、运行算法。
NVIDIA Jetson 系列
如果你要做实时目标检测、语义分割，Jetson 是唯一选择。我目前在用 Jetson Orin NX，16GB 显存，跑 YOLOv8 能到 30fps。
- Jetson Nano：入门级，适合学，不适合干活。我试过用它跑深度估计，卡成幻灯片。
- Jetson Xavier NX：上一代主力，现在性价比不错。二手市场 1500 左右能拿下。
- Jetson Orin NX/AGX：目前首选。Orin NX 功耗只有 25W，性能比 Xavier 强 3 倍。
Raspberry Pi 5
别笑，树莓派在数据采集里也有位置。如果你只是做 GPS 轨迹记录、温湿度采集、或者简单的图像存储，RPi 5 完全够用。功耗才 5W，挂个充电宝能飞一下午。
3.3 传感器搭配：看菜下饭
传感器选型完全取决于你要采集什么数据。我见过有人拿 LiDAR 去拍农田——不是不行，但成本够买 10 台 RGB 相机了。
常见传感器组合
| 应用场景 | 推荐传感器 | 搭配建议 |
|---|---|---|
| 正射影像/测绘 | Sony RX1R II (全画幅) | 配高精度 RTK-GPS，别用普通 GPS |
| 多光谱/农业 | RedEdge-MX + DLS 2 | 需要阳光传感器校正，不然数据没法用 |
| 三维建模/LiDAR | Livox Mid-40 + 工业相机 | Livox 性价比高，但点云稀疏，要配合插值算法 |
| 热红外/巡检 | FLIR Vue Pro R | 注意热像仪需要预热，我一般起飞前 5 分钟就通电 |
传感器同步问题
嗯，这里是个大坑。多个传感器采集时，时间戳必须对齐。我习惯用 PTP（精确时间协议）或者硬件触发线。ArduPilot 支持通过 AUX 引脚输出 PWM 信号触发相机快门——这个功能我用了好几年，非常稳。
# 在 ArduPilot 中配置相机触发
# 参数设置：
# CAM_TRIGG_TYPE = 1 (PWM 触发)
# CAM_TRIGG_PIN = 54 (AUX 5 引脚)
# CAM_TRIGG_DIST = 5 (每 5 米触发一次)
# 这样飞控会自动在航点间触发相机，不需要机载电脑干预3.4 我的推荐配置
最后给新手一个可以直接抄的作业。这套配置我用了两年，炸过 3 次机（都是人为失误），硬件没出过问题。
- 飞控：Pixhawk 4 + ArduPilot 4.2
- 机载电脑：Jetson Orin NX 16GB
- 相机：Sony IMX477 (12MP) 配 M12 镜头
- GPS：Holybro M9N (双频 RTK)
- 数传：SiK Telemetry Radio 915MHz
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