四旋翼無人飛行器設(shè)計

目錄
 
第1章簡介
 
1.1四旋翼飛行器發(fā)展歷史
 
1.2四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀
 
1.3四旋翼飛行器的主要應用
 
第2章四旋翼飛行器的控制原理
 
2.1四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)
 
2.2四旋翼飛行器的運動控制方法
 
2.3四旋翼飛行器各部分的工作原理
 
2.3.1飛行姿態(tài)與升力關(guān)系
 
2.3.2飛行姿態(tài)的測量
 
2.3.3加速度傳感器工作原理及角度測量
 
2.3.4陀螺儀傳感器工作原理及角度測量
 
2.3.5磁力計傳感器工作原理及測量方法
 
2.4姿態(tài)解算方法
 
2.4.1互補濾波算法
 
2.4.2卡爾曼濾波算法
 
2.4.3DMP姿態(tài)數(shù)據(jù)獲取
 
2.5PID控制算法
 
2.5.1PID概述
 
2.5.2四軸飛行器PID控制器設(shè)計
 
第3章硬件設(shè)計
 
3.1協(xié)議預備知識
 
3.1.1SPI總線
 
3.1.2I2C總線
 
3.1.3USART總線
 
3.2總體設(shè)計
 
3.2.1遙控器電路基本框架
 
3.2.2飛行器主控電路基本框架
 
3.3飛行器主控電路小系統(tǒng)設(shè)計
 
3.3.1基本原理
 
3.3.2硬件電路設(shè)計
 
3.4姿態(tài)傳感器模塊
 
3.4.1基本原理
 
3.4.2硬件電路設(shè)計
 
3.5無線通信模塊
 
3.5.1基本原理
 
3.5.2硬件電路設(shè)計
 
3.6定高模塊
 
3.6.1超聲波定高模塊
 
3.6.2氣壓計定高模塊
 
3.7電機及驅(qū)動模塊
 
3.7.1基本原理
 
3.7.2硬件電路設(shè)計
 
3.8遙控器模塊設(shè)計
 
3.8.1基本原理
 
3.8.2硬件電路設(shè)計
 
3.9電源模塊選擇
 
3.10四軸飛行器的組裝
 
3.10.1電機、漿、電池、機型的相互關(guān)系
 
3.10.2機架的組裝
 
第4章軟件設(shè)計
 
4.1軟件預備知識
 
4.1.1剛體的空間角位置描述
 
4.1.2用歐拉角描述定點轉(zhuǎn)動剛體的角位置
 
4.1.3四元數(shù)
 
4.1.4控制與濾波算法
 
4.2主控程序初始化設(shè)置及說明
 
4.2.1SPI的I/O口初始化實現(xiàn)
 
4.2.2IIC的I/O口初始化實現(xiàn)
 
4.2.3定時器初始化實現(xiàn)
 
4.2.4電子調(diào)速器初始化實現(xiàn)
 
4.3姿態(tài)傳感器軟件設(shè)計
 
4.3.1軟件設(shè)計基本思路
 
4.3.2DMP
 
4.3.3代碼實現(xiàn)及解析
 
4.4氣壓計軟件設(shè)計
 
4.4.1軟件設(shè)計基本思路
 
4.4.2代碼實現(xiàn)及解析
 
4.4.3自主高度控制的實現(xiàn)
 
4.5遙控器軟件設(shè)計
 
4.5.1軟件設(shè)計基本思路
 
4.5.2無線模塊代碼實現(xiàn)及解析
 
4.5.3搖桿代碼實現(xiàn)及解析
 
4.6攝像頭軟件設(shè)計
 
4.6.1軟件設(shè)計基本思路
 
4.6.2攝像頭的數(shù)據(jù)讀取
 
4.6.3攝像頭的數(shù)據(jù)處理
 
4.7上位機設(shè)計
 
4.7.1幀頭檢測模塊
 
4.7.23D模型路徑模塊
 
4.7.33D模型屬性設(shè)置模塊
 
4.7.4陀螺儀3D數(shù)據(jù)顯示模塊
 
第5章調(diào)試、問題解析及改進方向隨想
 
附錄ASTM32F4小系統(tǒng)電路圖
 
附錄B遙控器電路
 
附錄C飛控板連接電路
 
參考文獻