小型無人直升機具有垂直起降、懸停、巡航以及快速轉變航向等特性，使得它成為一種理想的無人飛行器，并被廣泛地應用于除軍事目的以外的諸如交通執法監控、海洋／環境監測以及航空攝影／測量等許多領域。在進行實際自主飛行試驗時，由于小型無人直升機本身是一個極其復雜的非線性系統，加之實驗環境的變化，因此具有很大的不確定性，稍有不慎，就可能造成飛機的失控甚至墜毀。為了保證實際飛行實驗的安全，縮短開發周期，減少開發資金的投入，同時便于對飛行控制系統進行驗證與調較，設計一套小型無人直升機的實時仿真系統便顯得尤為迫切。詳細介紹了基于Linux的小型無人直升機的實時仿真系統整個搭建過程。
　　1 小型無人直升機實時仿真系統結構
　　1．1 無人直升機實時仿真系統構建
　　在此以Raptor90無人直升機為實驗平臺，如圖1所示。

　　要構建一套切實可行的小型無人直升機仿真系統，需要對小型無人直升機實際飛行過程進行全面的建模。而其中對小型無人直升機系統的數學模型建模又是重中之重。這里主要利用MIT以及Aalborg大學研究人員提出的兩套無人直升機的建模方法，結合各自的優點，充分考慮無人直升機在不同模態切換之間的模型差異，對無人直升機進行數學建模，并轉換成可以實施的仿真系統模型。仿真系統主要包括直升機數學模型模塊、飛行控制系統模塊、數據融合模塊、控制輸入模塊，人機圖形界面模塊以及數據通信模塊等。其中直升機數學模型模塊主要包括：直升機非線性模型、直升機線性化模型、陣風擾動模型、地形模型、傳感器模型以及伺服驅動器模型。直升機非線性模型主要包括主旋翼、伺服小翼、尾旋翼、空氣動力學模型以及6自由度剛體動力學模型。直升機線性化模塊主要是在直升機非線性模型的基礎上根據控制需要進行適當的簡化，以便用來對線性控制器的性能進行檢驗。陣風擾動模型主要用來對小型無人直升機在實際飛行環境中的陣風進行模擬。地形模型主要考慮直升機在起飛和降落過程中與地面之間的相互作用。這當中涉及到地面與槳葉間的渦流效應，對其建模非常復雜，故這里暫時不考慮。傳感器模型主要包括GPS定位模型、IMu測量模型和聲納測距模型。伺服驅動模型主要模擬將伺服板接收到的輸入信號轉換為伺服電機的轉動并最終轉換成機械動作后直接作用于旋翼的過程。飛行控制系統模塊指利用設計的控制算法對直升機進行自主飛行控制。數據融合模塊主要指利用卡爾曼濾波算法對各個傳感器測量到的數據進行融合計算。控制輸入模塊主要用于直升機自主飛行時對其飛行狀態進行調校。人機圖形界面能生動實時地再現直升機的仿真效果。經過以上分析，可以得到小型無人直升機仿真系統的結構圖如圖2所示。