四轴飞行器答辩.ppt

文档介绍：本科毕业论文开题答辩报告
指导教师:
演示者姓名:
演示文稿日期: 2015-4-7
2015/4/6
—基于单片机的无人机设计
选题背景
“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为:无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。
研究无人机有助于将其广泛应用于军事和民用,特别是随着这些年电子器件的发展,电子元件的缩小化,使原本对于无人机来说庞大的设计变得小型化,大大减轻了质量。比如是陀螺仪这一块。
研究内容
硬件设计和软件设计
为了研究方便,选用了四轴作为载体
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四轴飞行器飞行原理
悬停状态
偏航运动
仰俯或滚转
上升下降
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四轴飞行器硬件设计
·
主控芯片:STM32F103T8U6
CotexM3内核采用QFN16脚表贴封装,比LQFP更小巧。72兆额定主频足以胜任飞控任务。
陀螺仪+加速度计:MPU6050
内置3轴加速度计,三轴陀螺仪,自带陀螺仪温度补偿电路,I2C协议,带有DMP 四元数输出。
地磁传感器:HMC5883
最先进的高分辨率HMC118X 系列磁阻传感器,罗盘精度控制在1°~2°的12 系列总线接口。
无线通信:NRF24L01
Nordic ,SPI协议,传输速度极快
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四轴飞行器软件部分
·单片机底层驱动
·自平衡算法设计
·PC上位机设计
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四轴飞行器软件部分
单片机驱动
·三线制J-Link下载器
·两颗I2C总线传感器
·EEPROM参数储存
·蓝牙通信及校验协议
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四轴飞行器软件部分
自平衡算法(四元数欧拉角)
四元数是简单的超复数。复数是由实数加上元素 i 组成。相似地,四元数都是由实数加上三个元素 i、j、k 组成。
四元数大量用于电脑绘图(及相关的图像分析)上表示三维物件的旋转及方位。四元数亦见于控制论、信号处理、姿态控制、物理和轨道力学,都是用来表示旋转和方位。
相对于另两种旋转表示法(矩阵和欧拉角),四元数具有某些方面的优势,如速度更快、提供平滑插值、有效避免万向锁问题、存储空间较小等等
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四轴飞行器软件部分
自平衡算法(四元数欧拉角)
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四轴飞行器软件部分
PC上位机设计
·基于C++
·MFC框架
·OPENGL
·可连接手柄