四轴飞行器ppt

1、 四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。无人飞行器采用四旋翼飞行器，系统主要由stm32控制模块、姿态采集模块、电源模块、电机驱动模块、超声波测距模块和CCD图像处理模块等七部分组成，采用十字型飞行模式。整套系统运行模式流程主要是：首先飞行器装载启动，自动定高沿着场地中间白色界线向前匀速飞行。飞行至场地底部边线后，切换飞行模式，CCD相机对目标进行识别，然后将所载的乒乓球投到相应的盒子里。最后原路返航至起点进行下一次装载投掷。控制系统的

2、选择方案控制系统的选择方案1飞行姿态控制方案飞行姿态控制方案2角度测量模块的方案角度测量模块的方案3 3CCD相机图像识别的方案相机图像识别的方案4 42.12.1控制系统的选择方案控制系统的选择方案主控板使用stm32。Stm32板子的I/O口很多，自带定时器和多路PWM，可以实现的功能较多，符合实验要求。Stm32迷你板在体积和重量上也不是很大，对飞机的载重量要求不是很高。2.2飞行姿态控制方案飞行姿态控制方案十字飞行方式。四轴的四个电机以十字的方式排列，x轴和y轴成直角，调整俯仰角和翻滚角的时候分开调整，角度融合简单，适合初学者，能明确头尾，飞行时机体动作精准，飞控起来也容易。 鉴于我们

3、是初次设计，所以选择了十字飞行方式。2.3角度测量模块的方案MPU6050三轴陀螺仪。MPU6050三轴陀螺仪就是可以在同一时间内测量三个不同方向的加速度、角速度、角度。单轴的话，就只可以测定一个方向的量，那么一个三轴陀螺就可以代替三个单轴陀螺。它现在已经成为激光陀螺的发展趋向，具有可靠性很好、结构简单不复杂、重量很轻和体积很小等等特点，但是其输出数据需要大量的浮点预算才能保证较高的精度，这样会影响主控板对最终的姿态控制的响应速率。2.4 CCD相机图像识别的方案使用彩色摄像头，由于红线和地面颜色不同，通过颜色的不同进行红线提取。基本思路和第一种有相似之处，但是效果更好，但是处理的数据量较第一

4、种方案要多，采集速度需要提高，因此使用DMA快速读取，这样不占据CPU时间，提高效率。同时降低图像大小，采用QQVGA（120*160）图像格式，这样能够减少图像处理的时间，提高效率。3.1系统的整体结构图系统的整体结构图3.2 PID3.2 PID控制算法分析控制算法分析 由于四旋翼飞行器由四路电机，带动两对反向螺旋桨来产生推力，所以如何保证电机在平稳悬浮或上升状态时转速的一致性，及不同动作时各个电机转速的比例关系，是飞行器按照期望姿态飞行的关键。所以这里我们采用到pid控制理论把飞机的当前姿态调整到期望姿态。比例积分微分被控对象r(t)e(t)u(t)C(t)_四、拟解决的问题1.在保证安

5、全的条件下尽量的提高车四轴飞行器的速度。2.提出更高效的算法，使飞行器能更加稳定而快速行驶。3.CCD相机对采集图像的数据处理的算法以及反馈给主控芯片的速度。五、特色与创新点五、特色与创新点 本方案的特色是提出了使用彩色摄像头，通过绿色地面与本方案的特色是提出了使用彩色摄像头，通过绿色地面与外界白色分量的不同使用特殊的算法，将白线信息从的图像中外界白色分量的不同使用特殊的算法，将白线信息从的图像中提取出来。控制飞行路线。以及彩色摄像头对目标彩色盒子的提取出来。控制飞行路线。以及彩色摄像头对目标彩色盒子的采集识别。采集识别。六、时间与进度安排六、时间与进度安排时间时间 进度安排进度安排2016.42016.5.1查阅相关书籍和文献资料，了解研究背景，明确研究内容，了解研究所需学习的理论基础知识和掌握设计中需要应用的软件操作.整套系统的各模块硬件设计，以及组装。 2016.5.12016.6对整个系统的各个模块进行编程及其模拟、实际测试。七、经费预算七、经费预算科目科目F450机架摄像头摄像头固定夹和支架飞行控制板