基于互补融合算法的四旋翼飞行器软件设计

四旋翼飞行器作为当今一种非常流行的飞行器,涉及多学科交叉技术以及各个领域。随着相关技术的发展,四旋翼飞行器变得更加小型化与智能化,应用领域也更广。通过研究飞行控制原理与姿态解算,对四旋翼飞行器进行了软件设计。硬件选用STM32F103C8T6作为主控制器,并以MPU6050作为惯性测量模块。软件设计中采用互补融合的控制算法估算六自由度飞行姿态,并采用PID算法进行整定和控制。通过这种姿态融合,可控制飞行器平稳起停和飞行,经实验室调试效果良好。     

基于视觉的四旋翼室内悬停与定位控制

为使四旋翼飞行器具有更好的室内定点悬停效果及定位精度,提出一种基于视觉辅助与四旋翼飞行器惯性传感器数据融合的控制算法。利用机体下视摄像机获得光流航速信息,与惯性传感器姿态信息数据融合实现良好的室内悬停效果。机体前视摄像机通过ORB算法将当前帧与关键帧进行特征点匹配,以提高四旋翼飞行器的室内定位精度。将PARROT公司的ARDrone 2.0四旋翼飞行器作为实验平台, 采用OpenCV软件对图像进行处理,对控制算法进行验证,结果表明：基于光流和惯性传感器姿态数据的融合确保了四旋翼飞行器控制的安全性,提高了飞行器悬停效果和定位精度。     

四旋翼飞行器创新实验平台的渐进式教学实践

以微控制器为主控系统，电子调速器和无刷电动机为动力系统，开发了四旋翼飞行器创新实验平台，并通过各类传感器采集四旋翼飞行器的姿态数据和高度数据，确保其稳定飞行。该实验平台涵盖机械结构、硬件电路设计、嵌入式程序设计、传感器应用以及自动控制等多项课程内容。构建四旋翼飞行器创新实验平台的渐进式实践教学模式，综合运用不同课程知识，将仿真环节与实物实验相结合，采用由浅入深、由易到难、层层递进的方式设置实验，形成完备的知识体系和实践内容，加深学生对工程对象及其控制系统的理解，激发学生的创新意识。     

基于组合导航的四旋翼飞行器控制系统研究

根据刚体动力学原理,建立了四旋翼飞行器的动力学模型,利用捷联惯导和GPS组合作为四旋翼飞行器的导航系统,采用方向余弦矩阵的变换方法,实现了对飞行器的姿态解算;采用卡尔曼滤波算法实现姿态角信号的校正,实现了四旋翼飞行器的导航;采用基于PID算法的悬停状态的控制策略,实现了四旋翼飞行器的垂直起降和稳定的悬停．     

四旋翼飞行器测控综合实训教学设计

设计了一种以四旋翼飞行器作为实验对象的综合性实验教学平台。通过陀螺仪、电子罗盘、气压计、超声波等实现位姿的测量实验;采用基于ARM架构的STM32F407VGT6为控制器,经电子调速器控制四旋翼飞行器的4个无刷直流电机,可实现PID算法实验;采用图形化界面对系统参数进行了整定,通过无线方式与上位机间的通信,测试了四旋翼飞行器的飞行姿态与传感器参数特性。实验结果表明,该实验平台运行稳定可靠,适合学生做测控类综合实训。     

基于四旋翼飞行器的电力巡检机器人视觉系统设计

设计了一个基于四旋翼飞行器的巡线机器人,巡检电力线路及杆塔状态,发现异常时拍摄并存储,任务结束后数据传送到地面显示装置上显示.视觉部分使用3个摄像头,其作用分别为:基于树莓派搭载OpenCV环境,使用稠密光流算法,采集正下方图像,在避免摩尔纹干扰的前提下得到光流数据,进而得到四旋翼飞行器的速度;基于OpenMV,使用霍...     

基于LabVIEW的四旋翼飞行器姿态测量实验系统

为更好地掌握四旋翼飞行器姿态测量和姿态变化的过程,设计了一种基于LabVIEW的姿态测量实验系统。该系统以自主研发的四旋翼飞行器控制系统为实验平台,通过获取飞行器的姿态数据,进行解算和上传到PC机,在LabVIEW中实现四旋翼飞行器姿态数据的存贮、波形显示和飞行器姿态的三维动态图形模拟显示等功能。系统测试精度较高、响应灵敏、操作简单、实用性强,可为学生提供一个良好的姿态测量实验平台。     

四旋翼飞行器实验平台设计

为培养应用型创新人才,设计了四旋翼飞行器实验平台。该实验平台采用模块化设计,系统主控芯片采用STM32F103,采用MPU6050测量飞行器的姿态,采用GPS测量飞行器的位置,采用串级PID对飞行器进行控制,外环控制飞行器的位置,内环控制飞行器的姿态,经过Matlab/Simulink仿真可以看出,所设计的控制器可以满足要求。该实验平台应用范围较广泛,不同专业、年级的学生都可以在此实验平台上进行理论知识的验证以及系统的设计开发,取得了良好的教学效果。模块化的设计思想便于学生进行扩展设计,经过实践证明,四旋翼飞行器实验平台有利于培养学生的创新思维和创新能力。     

四旋翼飞行器的设计

设计了一种四旋翼飞行器的实验系统。电机调速器运用检测反电动势的方法控制三相全桥逆变电路从而调节无刷直流电机的转速。以ARM处理器为主控制器对电机调速器进行控制,从而实现飞行器的平衡和姿态控制。通过四旋翼工作模式的研究,利用加速度传感器和陀螺仪数据进行控制算法设计与研究,实现四旋翼飞行器姿态的控制调节。开发了仿真调试软件系统实时监测传感器的数据和控制量。实验表明,通过合适的控制算法可以四旋翼飞行器的平衡性能和各种飞行姿态,从而为学生提供了新的仿真和实践平台,有利于创新型实验教学任务的顺利开展。     

一种四旋翼飞行器样机的制作

介绍了一种四旋翼飞行器的制作．采用多旋翼计算器对电调、旋翼电机,以及螺旋桨叶片进行了选择;组装17450标准机架;采用GY一86惯性传感器定姿,基于NWC飞控板,实现了一种四旋翼飞行器的正常飞行．     

基于VxWorks的小型四旋翼飞行器半实物仿真平台设计

四旋翼飞行器体积小、可悬停、机动灵活,已成为国内外的一个研究热点。为了更加有效便捷地对四旋翼飞行器的飞行控制进行实时仿真,设计了四旋翼飞行器半实物仿真平台。该仿真平台包括上位机、仿真计算机和四旋翼飞行控制器3个部分,四旋翼飞行器对象模型运行在实时仿真计算机中,将飞行控制器作为实物接入仿真回路,提高仿真的实时性和置信度。该半实物仿真平台可以分别对四旋翼飞行器的姿态控制、位置控制进行仿真,并可将仿真结果直接应用于实际飞行。     

基于无线遥控技术的四旋翼飞行器控制系统设计

作为微型无人机的一种,四旋翼飞行器以其简单的机械结构和优越的飞行性能成为科学研究领域中空中机器人的热点之一。文章以四旋翼飞行器为主要研究对象,以四元数理论为基础,推导了飞行器姿态解算算法;利用MEMS技术和嵌入式技术,开展基于无线遥控技术的四旋翼飞行器的硬件设计;运用VRML语言建立四旋翼3D模型,利用LabVIEW软件对该模型进行图像处理和显示,并在与飞行器远程通信的基础上,完成了其作为地面站的主要功能。测试结果表明,系统硬件工作稳定,姿态解算准确,控制算法很好地满足了控制要求,飞行器的稳定性和响应特性较为理想。     

基于STM32四轴飞行器的设计

四轴飞行器作为一个小型飞行器平台,其用途非常广泛,该设计采用性价比高、片内外设丰富、功能强大的STM32单片机作为控制系统的核心,以NRF24L01无线模块、无刷电子调速器、陀螺仪、加速度传感器、地磁传感器、气压传感器为辅助器件,采用融合滤波算法对传感器采集的数据进行滤波处理,同时运用PID算法对飞机飞行的控制进行计算,设计了一个小型遥控式的四轴飞行器。调试飞行表明,四轴飞行器实际飞行时,其平衡度难以控制。     

四旋翼飞行器的悬停控制问题探讨

四旋翼飞行器因其自身多方面的优点,得到了广大企业家与研究者的关注.本文将重点研究四旋翼飞行器的悬停控制问题,首先介绍了四旋翼飞行器的系统结构,随后建立得到悬停状态动力学模型,最后以卡尔曼滤波作为基础,真正实施PID控制工作.     

基于WiFi的微型四旋翼飞行器设计

为了进一步提高微型四旋翼飞行器的稳定性、转向灵活性与可控性,提出并采用多种传感器、WiFi无线通信、嵌入式微控制器等多种技术,并结合四元数、双闭环PID控制等,设计出一款基于WiFi的微型四旋翼飞行器。详细阐述了该系统构成、硬件设计与软件设计。实践表明,飞行器机身采用"X"型设计,软件系统采用四元数、双闭环PID控制等,其飞行稳定性高、可控性好、转向更灵活。     

基于单片机的四旋翼飞行器智能控制及图像实时传输系统设计

四旋翼飞行器在许多领域有着很好的应用前景,但四旋翼飞行器控制系统十分复杂,文章以AVR单片机为控制核心,设计具有红外传感器进行智能避障的控制算法,并且拥有良好稳定性的四旋翼飞行器.在此基础上加装远程图像实时传输系统,将图像时时传输回来,从而对图像做出时时处理.由此可以使得该飞行器在生活中抢险救灾,以及地质勘查等环境中得到有效工作,获得可靠信息,凸显该飞行器的实用价值.     

基于模糊PID控制的四旋翼无人机设计

针对四旋翼飞行器姿态控制中存在强噪声干扰时平稳飞行控制变差的问题,提出了基于自适应模糊PID控制器的四旋翼飞行器快速平稳调节方法。在Matlab中运用该方法对四旋翼飞行器的飞行进行仿真,并与经典PID控制算法的控制结果进行对比。仿真结果表明,模糊PID控制器比常规PID控制器具有更优良的动态性能及鲁棒性。经过多次试验,该硬件设计性能可靠,能满足飞行器一系列稳定飞行的控制要求。     

基于光流的四旋翼飞行器控制技术研究

为了解决无人机在无GPS或GPS信号较弱情况下的稳定悬停问题,并考虑到成本与板载资源限制,将通过小型激光雷达获得的距离信息分别与通过单摄像头获得的视觉信息,以及通过IMU（惯性测量单元）获得的惯性信息利用互补滤波算法进行融合,以实现对四旋翼飞行器姿态与水平速度的运动估计。采用基于串级PID的多闭环控制策略,实现对四旋翼飞行器水平与垂直方向的控制。实验结果表明,所设计的基于光流和小型激光雷达的四旋翼飞行器控制策略与传统利用光流和超声波测距传感器方案相比,控制精度提高了10%左右,能够以最大±2°的姿态角误差,以及最大2.3cm/s的水平速度误差实现定点悬停功能。     

四轴飞行器多功能无线遥控器设计

四轴飞行器因其结构简单和飞行性能优越而成为无人机领域的研究热点。作为一个典型的多变量、非线性系统,在开发过程中其控制参数的取值需反复多次调整,开发一种可扩展、具有多种参数输入方式,同时集数据显示于一体的多功能遥控器显得十分必要。基于STM32F103C8T6单片机、方向摇杆、电位器、陀螺仪、OLED屏以及无线串口等模块以及FreeRTOS操作系统,开发一个用于四轴飞行器参数设定与显示的遥控器,通过该遥控器能够设定及显示飞行器的P、I、D控制参数、运行方向、油门等,可极大方便四轴系统的开发调试。     

四旋翼飞行器动态粒子群优化算法的PID控制技术

针对四旋翼飞行器的标准粒子群优化算法PID控制器容易陷入局部最优解、过早收敛的问题,提出了一种动态粒子群优化算法的PID控制技术。该算法主要由两部分组成:①根据迭代过程中粒子群粒子与全局最优粒子间的欧氏距离大小动态改变惯性权重,并设置系数控制其对惯性权重的影响程度;②引入杂交进化,在指定迭代次数内,若粒子群全局最优值连续未变,则对指定数量的粒子进行杂交,增加粒子多样性,避免陷入局部最优。通过Matlab/Simulink搭建四旋翼飞行器模型并仿真。结果表明,该优化算法能有效地避免陷入局部最优和过早收敛,使四旋翼飞行器得到更平稳、精确的控制,减少超调,提升计算效率。