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。     

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。     

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。     

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．     

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。     

基于双处理器的四旋翼飞行控制系统研究

为提高四旋翼飞行器工作可靠性,采用STM32F407VGT和R5F100LE处理器,设计了四旋翼飞行器控制系统。加速度陀螺仪MPU6050模块采集飞行姿态数据,超声测距模块、激光传感模块和摄像头模块提供导航参数,采用滤波算法对传感器所采集的数据进行处理,使用PID控制算法实现寻线前进。实验测试表明,飞行器能一键起飞,完成空投任务,精确降落。     

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。     

四旋翼反恐飞行器设计

以ARM系列的STM32处理器为主控制器对四个电机调速器进行控制,用电调电路调节无刷直流电机的转速,模拟四旋翼飞行器模型。通过实验、调试等手段确定了最符合模型样机的姿态控制算法,从而实现飞行器的平衡和姿态控制。在飞行器上搭载微光摄像头,从而实现对夜间或阴暗环境的检测。飞行器可通过遥控飞行,同时将拍摄的视频或图片发送到控制室,也可发送警报,实时追踪,大大增加了飞行器的利用率。     

基于STM32的四轴飞行器设计

四轴飞行器是一种物理结构较简单,体积较小,飞行容易控制的集现代微机电控制技术、微动力技术、高效电源技术于一体的飞行控制技术.本课题是以STM32单片机为控制核心,用集成加速度、陀螺仪的MPU6050姿态传感器采集四轴飞信器的飞行姿态信息、并融合以NRF24L01蓝牙无线传输方式接受来至遥控器的信号,通过串级PID控制方式控制四轴上的无刷直流电机以驱动螺旋桨获得相应飞行姿态.完成了飞信器所需的硬件选型及电路设计,编写了系统控制程序,并进行了大量调试,选择合适的PID控制参数,使飞信器飞行稳定.     

基于STM32单片机的四轴飞行器飞行系统设计

针对现阶段四轴飞行器飞行中存在的稳定性问题,通过对互补滤波、四元数、串级PID等技术的研究,设计了一种基于STM32的四轴飞行器飞行系统。该系统采用STM32作为主控芯片,利用9轴传感器(3轴加速度计、3轴陀螺仪、3轴磁力计)GY-86测得原始数据,经过四元数姿态解算得到飞行器的姿态信息,再通过遥控器和主控板进行通信,利用串级PID控制算法驱动无刷电机实现四轴飞行器的稳定飞行。实验测试结果表明:该系统能够保证四轴飞行器的稳定飞行,有很好的实用价值。     

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。     

四轴飞行器控制系统设计

四轴飞行器作为一种飞行稳定、能任意角度灵活移动的飞行器,应用越来越广泛.本文设计的四轴飞行器是在动力学建模的基础上,通过陀螺仪与加速度传感器检测飞行器的平衡状态,由超声波电路检测飞行器飞行高度,结合无线收发电路采集的数据,应用PID算法控制飞行器的飞行姿态.实验结果表明设计的飞行器控制系统能较好地执行飞行任务.     

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．     

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。     

基于安卓语音识别的无人机控制系统

为了使四旋翼无人机更加智能,控制更加简便,需设计新的控制方式。语音识别技术发展日趋成熟,在信息处理和自动化等领域应用相当广泛。通过在Android设备上传入语音命令操控四旋翼无人机,调整飞行姿态、速度、方向,解放了人的双手,实现了语音控制无人机飞行。不同环境下的测试结果表明,该系统功能良好。     

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。