微型四轴飞行器(1)

微型四轴无人飞行器(1)

该类是对毕业设计的总结以及之后的探索

1 摘要

微型四轴飞行器除了继承于传统四轴飞行器造价低,控制简单,垂直升降的优点外,还有着体积小,易携带,使用更灵活、安全等传统四轴不具备的优势。实际上在旅行拍摄、军事侦查、抓捕罪犯时的跟踪定位,灾后搜救等应用场景中,传统的四轴飞行器由于其体积庞大,危险性高,噪声大等缺点并不是很符合这些场景。但微型四轴飞行器却不同,小巧的身材在旅行或者军事任务中更加利于携带,还具备安全和不易被发现等优势。追踪罪犯或者灾后搜救时它还能自由穿梭于室内的各种复杂环境。目前业界对于微型四轴飞行器价值挖掘并不完全,因此,对它的研究是很有意义的。

本文主要对微型四轴飞行器的硬件、嵌入式软件、遥控器、地面站及其核心算法的设计与实现进行阐述。先介绍四轴无人机的行业历史与现状,提出微型四轴无人机的研究是及其有必要的。再运用微电子技术、无线通信技术、传感器技术等对飞行器、遥控器、地面站进行详细设计。着重描述了姿态解算和串级PID控制算法两个系统核心算法,前者建立在惯性导航技术之上用于计算出飞行器姿态信息的算法,后者算法是利用自动控制原理来控制飞行器平稳飞行。最后将展示每个部分具体的实现,用实验验证理论。

其实玩微型四轴的主要原因是因为它安全呀!安全呀!小命要紧,这个摘要就是论文那个摘要咯,删了部分内容。这套文章不是完全粘贴自己的论文,我也会选一些和改一些再发表,主要目的是给个入门教学吧,咳,其实就是记录下来,给自己忘记的时候看看罢了

2 绪论

2.1微型四轴飞行器的简介

微型四轴飞行器指的是机身的对角线小于15cm,由四个对称分布的电机组成的能够垂直升降,简单控制的飞行器。相较于普通四轴飞行器,它更加的安全,事故损害小,并且方便携带,扩宽了使用的场景。小巧的它更适合侦查和数据采集工作,而且成本低廉,硬件量产简单。在当前被广泛关注的无人机技术中,微型四轴飞行器更加亲和非专业人士,有着其他飞行器无法参与或比拟的使用场景和价值。本文将从微型四轴飞行器的应用发展到其设计与实现进行阐述,并且通过利用空气动力学、自动控制理论、微电子技术、无线通信、传感器技术、惯性导航等技术,实现对微型四轴飞行器的姿态解算和飞行控制。

历史啊目的意义啥的就没有啦~没有啦

2.2 开发环境

  1. 基础开发系统平台: 我选择WINDOWS 10主要是因为是目前熟悉的大多数基础IDE开发环境均是建立在windows平台下的,能够提升研究的效率。
  2. 电路设计:我使用Altium Designer16来对飞行器机身和电路进行设计,该软件有着舒适的人机交互和强大的自定义布线规则、元器件库管理功能。使用它来进行飞行器电路设计是恰当的。
  3. 嵌入式软件:我最为熟悉的集成IDE编译环境 KEIL,在该平台下进行了长时间编程,有很高熟练度,同时软件能满足代码的编译链接及其仿真等多种功能,使用它编写飞行系统的嵌入式软件部分对我来说具有最高效率。
  4. 地面站:地面站我选择使用C#编写,不仅由于winfrom框架的成熟好用,还因为能够无障碍运行在用户众多的windows平台之上。编程环境肯定选择官方的visualstudio 15平台进行。
  5. 遥控器:我选着了使用android手机作为遥控器对微四轴进行操控,开发平台选择谷歌官方的手机开发平台android studio

补充一下,嵌入式代码我是用C++写的,没用啥高级用法,会用C的话,大概翻翻C++的书也是能看懂的

3 总结

套话就结束了,写论文的时候也是最不喜欢些这部分,之后章节开始说技术,先谈设计,后将实现,设计到飞行器硬件、嵌入式软件、地面站和遥控器软件,姿态解算算法和控制算法。

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