微型四軸飛行器(1)

微型四軸無人飛行器(1)

該類是對畢業設計的總結以及之後的探索

1 摘要

微型四軸飛行器除了繼承於傳統四軸飛行器造價低,控制簡單,垂直升降的優點外,還有着體積小,易攜帶,使用更靈活、安全等傳統四軸不具備的優勢。實際上在旅行拍攝、軍事偵查、抓捕罪犯時的跟蹤定位,災後搜救等應用場景中,傳統的四軸飛行器由於其體積龐大,危險性高,噪聲大等缺點並不是很符合這些場景。但微型四軸飛行器卻不同,小巧的身材在旅行或者軍事任務中更加利於攜帶,還具備安全和不易被發現等優勢。追蹤罪犯或者災後搜救時它還能自由穿梭於室內的各種複雜環境。目前業界對於微型四軸飛行器價值挖掘並不完全,因此,對它的研究是很有意義的。

本文主要對微型四軸飛行器的硬件、嵌入式軟件、遙控器、地面站及其核心算法的設計與實現進行闡述。先介紹四軸無人機的行業歷史與現狀,提出微型四軸無人機的研究是及其有必要的。再運用微電子技術、無線通信技術、傳感器技術等對飛行器、遙控器、地面站進行詳細設計。着重描述了姿態解算和串級PID控制算法兩個系統核心算法,前者建立在慣性導航技術之上用於計算出飛行器姿態信息的算法,後者算法是利用自動控制原理來控制飛行器平穩飛行。最後將展示每個部分具體的實現,用實驗驗證理論。

其實玩微型四軸的主要原因是因爲它安全呀!安全呀!小命要緊,這個摘要就是論文那個摘要咯,刪了部分內容。這套文章不是完全粘貼自己的論文,我也會選一些和改一些再發表,主要目的是給個入門教學吧,咳,其實就是記錄下來,給自己忘記的時候看看罷了

2 緒論

2.1微型四軸飛行器的簡介

微型四軸飛行器指的是機身的對角線小於15cm,由四個對稱分佈的電機組成的能夠垂直升降,簡單控制的飛行器。相較於普通四軸飛行器,它更加的安全,事故損害小,並且方便攜帶,擴寬了使用的場景。小巧的它更適合偵查和數據採集工作,而且成本低廉,硬件量產簡單。在當前被廣泛關注的無人機技術中,微型四軸飛行器更加親和非專業人士,有着其他飛行器無法參與或比擬的使用場景和價值。本文將從微型四軸飛行器的應用發展到其設計與實現進行闡述,並且通過利用空氣動力學、自動控制理論、微電子技術、無線通信、傳感器技術、慣性導航等技術,實現對微型四軸飛行器的姿態解算和飛行控制。

歷史啊目的意義啥的就沒有啦~沒有啦

2.2 開發環境

  1. 基礎開發系統平臺: 我選擇WINDOWS 10主要是因爲是目前熟悉的大多數基礎IDE開發環境均是建立在windows平臺下的,能夠提升研究的效率。
  2. 電路設計:我使用Altium Designer16來對飛行器機身和電路進行設計,該軟件有着舒適的人機交互和強大的自定義佈線規則、元器件庫管理功能。使用它來進行飛行器電路設計是恰當的。
  3. 嵌入式軟件:我最爲熟悉的集成IDE編譯環境 KEIL,在該平臺下進行了長時間編程,有很高熟練度,同時軟件能滿足代碼的編譯鏈接及其仿真等多種功能,使用它編寫飛行系統的嵌入式軟件部分對我來說具有最高效率。
  4. 地面站:地面站我選擇使用C#編寫,不僅由於winfrom框架的成熟好用,還因爲能夠無障礙運行在用戶衆多的windows平臺之上。編程環境肯定選擇官方的visualstudio 15平臺進行。
  5. 遙控器:我選着了使用android手機作爲遙控器對微四軸進行操控,開發平臺選擇谷歌官方的手機開發平臺android studio

補充一下,嵌入式代碼我是用C++寫的,沒用啥高級用法,會用C的話,大概翻翻C++的書也是能看懂的

3 總結

套話就結束了,寫論文的時候也是最不喜歡些這部分,之後章節開始說技術,先談設計,後將實現,設計到飛行器硬件、嵌入式軟件、地面站和遙控器軟件,姿態解算算法和控制算法。

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