飞行数据分析

飞机坠毁的背后

飞机坠毁，对于用户来说绝对是一场噩梦。我们强烈建议为每次飞行做好全部安全准备，避免人员受伤。造成坠机的原因有很多，硬件、软件都有可能。硬件层面来说，用户需要确保传感器正确校准、桨叶正确安装、飞机机械性能良好。

在这一章节，我们将介绍从飞行数据日志中能获取到哪些信息。有兴趣的用户也可以参考PX4的官方文档，链接为：https://docs.px4.io/master/en/log/flight_log_analysis.html

飞行数据日志（ulg格式）存储在飞控单元的SD卡中，可以直接使用SD读卡器或者USB连接Qgroundcontrol地面站来读取。日志默认在每次ARM时自动开始记录（可设置），每段日志以飞行时间或会话ID命名。

使用SD读卡器，可以在log目录下找到数据日志，如下图所示：

Qgroundcontrol地面站上，单击Analyze标签下的刷新按钮就可以看到数据日志，这些日志是按飞行时间排序的。注意：这里不建议使用数传进行连接，因为无线传输很慢。

数据分析用到的推荐工具列举如下：

首先，必须在Windows或Ubuntu中安装python 2 or 3环境。对于Windows用户，可在https://www.howtogeek.com/197947/how-to-install-python-on-windows/ 和https://phoenixnap.com/kb/install-pip-windows中获取简易教程。对于Ubuntu用户，python环境通常是默认安装的，也可以使用sudo apt命令轻松设置。

pyulog软件包可通过pip包管理器或源码进行安装，源码链接为：https://github.com/PX4/pyulog

pip安装命令为：

pip install pyulog

首先需要借助pyulog软件包将数据日志转化为csv格式，操作命令如下。对于Windows用户，该命令可在PowerShell或命令提示符中执行。

ulog2csv <filename>.ulg

我们为客户提供了一个方便的Matlab脚本，可通过更改相应的文件名设置来执行。该脚本将绘制姿态、速度、位置、导航状态等曲线，用户可以根据自己的兴趣进行修改。

下图展示了一个姿态跟踪图来用于说明，红色、蓝色曲线分别表示参考数据和真实数据。飞机坠毁通常是由姿态不稳定引起的，当姿态控制无效时，用户可通过放大时间间隔来精确跟踪坠机时间。从图中可看出，姿态跟踪是令人满意的。

下文的位置跟踪图可以基于同样的方式进行分析。对于正常的航路点飞行任务，位置跟踪性能非常重要。

最后还列举了电池状态、导航状态和EKF估计协方差的图例，可对飞机的供电状态、系统状态及状态估计精度进行定量评估，有助于对异常飞行行为进行故障分析。