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基于四旋翼无人机的便捷与可控等特点,本文设计并实现了一种可自主探测跟踪的四旋翼无人机系统。该系统采用tm4c123gh6pm作为飞行控制的主控芯片。对九轴运动处理传感器MPU9250的数据进行了姿态融合和计算。将脉冲宽度调制(pwm)波形输出和电气调节相结合,控制飞机的稳定飞行,实现姿态稳定。利用激光传感器与气压计互补融合检测飞行器和地面的相对高度,实现高度控制。利用光学流量传感器获取飞机和地面的相对速度,实现位置控制。使用OpenMV进行图像处理,与控制系统通讯,达到自主探测跟踪控制的要求。 相似文献
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四旋翼无人机也称四轴飞行器、四旋翼无人飞行器,是一种能垂直起降的无人飞机。它有四个螺旋桨,通过改变自身螺旋桨转速实现各种飞行动作。和固定翼无人机相比,四旋翼无人机有着很好的运动特性,可以在狭小区域垂直起降,可以在固定目标上悬停监视,同时还可以贴地飞行从而有效的躲避雷达探测。同无人直升机相比,四旋翼无人机的机械结构比较简单,由于通过平衡四个螺旋桨产生的升力来实现稳定的盘旋和精确飞行,比较容易控制。四旋翼无人机的上述特点,使得其非常适合做为在复杂的城市环境或山区下,用于对目标侦测和跟踪设备的机载平台。在这种环境下,小型四旋翼无人飞机能够垂直起降,具有"悬停和凝视"目标能力,而且还可以抵近建筑物飞行,对目标物提供精确定位,而且能依靠四个螺旋桨产生的升力进行姿态与位置控制。本文提出一种基于APM的四旋翼无人机搭载无线摄像头的目标跟踪系统。 相似文献
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四旋翼无人系统救援属于智能体自主与鲁棒控制难题,解决四旋翼救援过程中的飞行控制问题,将是无人机技术在智能体自主控制领域的一个重要突破,不仅对于提高无人机的自主能力具有重要科学意义,而且对无人系统在灾害救援方面的应用具有较高的理论和实际指导意义。本文在介绍四旋翼无人机救援任务的特点和国内外研究现状后,重点阐述了灾害救援中四旋翼飞行控制的关键技术,并对其中存在的问题进行了总结与分析。 相似文献
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本设计主要分析了四轴飞行器的飞行原理,通过STM32单片机作为控制核心对四轴飞行器进行姿态信息采集和姿态控制,根据四轴飞行器的飞行特点,设计了四轴飞行器运动控制系统。通过对四旋翼工作模式与控制参数的研究,设计了串级PID控制器驱动电动机工作,从而实现四轴飞行器的起飞,悬停等姿态控制。 相似文献
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四旋翼飞行器是一种具有四个对称旋翼的微型无人飞行器,利用空气动力来实现飞行。本系统硬件以32位单片机STM32F103为控制核心的飞控系统。软件采用基于速度和姿态的串级PID控制。最后进行了硬件和软件的联合调试,实现了飞行器的稳定姿态控制,并在飞行器单位自主循迹方面得到了较为理想的效果。 相似文献
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近些年无人机技术得到广泛的应用,但在室内卫星定位信号差,无人机的室内定位精度不佳,本文针对这一问题,提出了基于超宽带无线技术(UWB)的无人机室内定位系统设计,在室内安装4个UWB模块作为信号的发射基站,四旋翼携带1个UWB标签模块负责接收信号,结合TOA算法实现无人机室内的精确定位,通过与IMU的数据融合调整飞机的飞行姿态,实现室内的高精度定点悬停与定位飞行。 相似文献
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在针对当前传统的固定式(或便携式)空气质量检测设备不足的基础上,提出了一种基于多旋翼飞行器的空气质量检测的设计方案。首先详细论述系统设计方案,然后通过实验进行验证。方案以PIXHAWK开源硬件为多旋翼飞行器的飞行控制系统。多旋翼飞行器室内及室外移动空气质量检测系统,包括空中测量装置和地面遥测装置及室内定位检测,移动检测,定点检测,自动巡航检测,数据存储与实施回馈,并且数据带有地理位置信息和时间标记。空中测量装置和地面遥测装置通过无线通信连接,利用多旋翼飞行器搭载高精度气体检测传感器,采用无线通信技术、GPS定位导航技术、光源定位、视觉定位、uwb室内定位技术,进行大气空气质量监测,实现对较大区域的移动气体数据进行连续、自动和快速的监测,进行多点检测,得到空气参数的平均浓度数据,为气体数据统计和分析提供了一种非常实用的监测设备。 相似文献
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由沈阳自动化所机器人学国家重点实验室与中国地震应急搜救中心联合承担的国家“863”计划重点项目“救灾救援危险作业机器人”取得阶段性成果．5月12日40kg级旋翼飞行机器人赴北京参加了废墟搜救实战演习。此次演习在国家地震救援紧急训练基地内进行。旋翼飞行机器人在指挥部下达快速响应与废墟搜索使命后,成功完成自主起飞、空中悬停、航迹点跟踪飞行、超低空信息获取、自主降落等科目,实现了对地震废墟区域的快速信息获取与实时影像回传。该项目旨在为我国地震救灾提供智能化高技术装备, 相似文献
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多旋翼无人机是一种运用广泛,操作灵活,可垂直升降的空中机器人。为了实现室内定位与物体自主识别跟踪功能,本文设计了一种基于视觉的多旋翼无人机。该种空中机器人通过OpenMV获取视觉信息,并使用超声波传感器进一步获取实时的数据信息,从而准确定位空间位置并明确循迹任务。通过对系统硬件和软件的优化设计,对实时位置数据、姿态数据等相关数据进行分析和处理,实现多旋翼无人机室内视觉循迹的目的。本文分别对其系统硬件,系统软件和循迹导航系统等进行了具体介绍,实验表明该种无人机能更好的完成室内循迹任务。 相似文献
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基于手势控制的人机交互是当前的一个重要研究方向。本文对基于手部动作的可控四旋翼飞行器系统进行设计,实现了一套可用于人机交互的飞行器控制系统。该系统对摄像头获取的图像进行采集处理,并通过YCrCb模型,二值化处理降噪等算法基于肤色特征获取手部信息,并获取手部的运动轨迹,通过获取的手部运动轨迹控制四旋翼飞行器的飞行。该系统在军事、农业与商业等民用领域都具有广泛的应用前景。 相似文献
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在原有四旋翼飞行器结构上添加外环控制系统。该系统具有自主飞行控制功能以及煤矿环境勘测功能,以实现对煤矿环境进行勘测。控制中心通过传感器MPU9250获取自身飞行姿态值,6组超声波传感器获取煤矿空间障碍物距离以及CH_4,CO传感器勘察煤矿空气情况。飞行器数据通过Wi Fi模块无线传送至上位机。由于传感器模块较多,为了提高整个系统的工作效率以及减少超声波模块之间的干扰,需要对传感器采集进行特殊设计。 相似文献
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直升机在悬停、平飞过程中若出现尾桨操纵卡滞或失效,尾桨不能平衡旋翼的反扭矩,导致直升机飞行姿态失去控制。通过在某型民用直升机上模拟尾桨失效试飞,对直升机在悬停、平飞时的尾桨失效故障状态试飞测试数据进行了分析,得出尾桨失效时机体姿态变化,并给出直升机尾桨卡滞和尾桨失效的应急处置建议。 相似文献
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四旋翼飞行器飞行效果的优劣取决于控制系统的性能和算法。本文设计的四旋翼飞行器的微处理器是STM32,利用MPU6050采集飞行器的姿态信息,借助PID算法调整系统PWM输出占空比,从而调整飞行器的运动。反复的试验表明,本设计能够实现四旋翼飞行器的基本飞行动作。 相似文献
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本文着重就四旋翼飞行器控制系统的系统组成、结构和软件算法进行研究与探索。四旋翼飞行器由控制核心处理器、加速度计、陀螺仪、磁场计和GPS模块等组成,控制核心处理器负责接收飞行器姿态数据和控制飞行姿态;用PID控制算法对数据进行处理,同时,计算出飞行器相应电机需要的PWM增减量,及时调整电机转速,调整飞行姿态,使飞行器的飞行的更加稳定。本系统选用的ST公司的STM32F407作为四旋翼飞行器的控制核心芯片,该芯片是ARM公司的最新内核Cortex M4F,通过其强大的控制和运算能力为本系统的研究奠定了很好的基础。 相似文献
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无论从外观上还是飞行原理上看,直升机与普通飞机都有着极大的差别。普通飞机是通过调节各部位机翼和尾翼的状态使飞机周围的气压形成压强从而进行飞行活动的,直升机由于没有机翼与尾翼,因此气动力是由主旋翼尾旋翼生成,从而来完成机身的上升、前进、悬停以及方向的控制。本文接下来将对直升机自动飞行原理以及操作系统进行一个简单的分析,首先对直升机的垂直起飞要求进行概述从而使自动飞行原理得以探索研究,其次讲述了直升机旋翼的工作原理以及操作。 相似文献
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本文以ROS为开发环境,以Pixhawk和OdroidXU4构成的飞行电脑为硬件平台,设计并开发了一款四旋翼无人直升机。该无人机通过MAVLink和MAVROS实现无人机控制电脑和ROS之间的连接和通信。配置GPS和3D传感器后,该无人机可进行户外自主导航和3D空间避障。测试结果表明,该无人机完全支持MAVLink和MAVROS,能够通过ROS实现预期的自主导航功能。 相似文献
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某型直升机在飞行过程中出现了大转速下旋翼转速告警信号系统虚警的问题,本文通过对旋翼转速信号采集及处理系统的工作原理的介绍,并对虚警产生的原因进行了分析,给出了解决虚警问题的方案.通过对信号处理系统电路的改进,并通过地面及飞行验证,发现该解决方案能很好地解决虚警问题. 相似文献
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地面联合试验台旋翼远程自动刹车系统是试验机旋翼刹车的远程控制系统,能够在测控间内实现旋翼刹车控制。本文介绍了系统的需求来源、设计思路,以及硬件软件的组成和功能。该系统已成功应用于某型直升机地面联合试验中,试验结果表明该系统具有一定的实用性、先进性、通用性。 相似文献
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本文着重就四旋翼飞行器控制系统的硬件组成、结构和软件算法进行研究。介绍了四旋翼飞行器的组成结构和飞行原理,包括四旋翼飞行器的优势和特点以及今后的应用领域;讨论了控制系统的硬件组成结构及其特点,如主控制器MCU芯片的选择、所需传感器种类的确定、数据传输模块的设计和硬件通信协议的分析;研究了姿态解算的方法,包括捷联惯导系统、姿态解算的四元数方法、互补滤波;研究了四旋翼飞行器的控制方法,采用了经典的PID控制方法,设计偏航、俯仰、滚转的三路并行PID控制器。 相似文献
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本文旨在设计一架具有自主返回模块及增穗模块的模型直升机,该直升机以c8051F020单片机作为机载部分控制器,运用无线收发模块实现与地面站的通信。本文介绍了模型直升机自主返回系统各模块的功能及实现,详细描述了增稳控制律的设计方法,并运用simulink进行性能分析,结果表明所设计的增稳控制系统结构合理可行,控制参数满足实时性和可靠性要求。本文设计的模型直升机可完成悬停、返回、着陆等简单的自主飞行任务,为后续舰载小型模型直升机自主起降开发与验证平台的研制奠定了基础。 相似文献
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