PID控制及图像识别的自主循迹四旋翼设计

本文四轴平台以STM32F407微控制器作为飞行控制的核心,硬件包括用于飞行姿态信息采集的MPU 9150九轴陀螺仪传感器,用于飞行器高度和航线图像信息采集的US 100超声波模块和配置了云台的OV7670摄像头模块,为四轴飞行高度和航线提供期望修正参数.另增加一片STM32F407芯片进行图像处理,提高图像采集的实时性和处理的快速性.通过姿态解算、PID控制以及结合图像实时处理来实现四轴的平稳飞行和自主循迹.     

四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器姿态控制是四旋翼飞行器控制系统的核心. 通过分析四旋翼飞行器的飞行原理,模型建立,设计了四旋翼飞行器的姿态控制系统;在该系统中采用STM32系列处理器作为主控芯片,MPU6050三轴加速度集和三轴陀螺仪惯性测量单元、磁力计等传感器用于姿态信息检测. 本文中传感器使用结构简单的数字接口对数据进行交换,运用模块化的思想对系统进行设计. 使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,最终实验结果表明,在实验平台上四旋翼飞行器飞行效果稳定,系统满足四旋翼飞行器飞行姿态控制的要求.     

语音控制的四旋翼飞行器设计与实现

基于语音识别技术,设计了一套语音远程控制四旋翼飞行器的系统。使用LD3320语音处理芯片和STM32微处理器实现语音识别功能,采用NRF24L01将识别结果传输到飞行器。选用STM32作为四旋翼飞行器的主控芯片,采用六轴运动组件MPU6050、三轴数字罗盘HMC5583L等传感器对飞行器的姿态进行实时测量,再利用数字滤波器对姿态信息进行处理,然后采用四元数进行姿态解算,最后运用双闭环PID控制算法实现姿态控制的要求。测试结果表明,通过语音可以控制四旋翼的正常飞行及姿态变化,系统稳定可靠。     

基于STM32和OV2640的自主循迹四旋翼飞行器设计

本四旋翼自主飞行器采用STM32F407ARM芯片作为飞控主控制核心,硬件包括了飞行姿态采集模块、超声波测距模块、摄像头循迹模块、无刷电机驱动模块以及STM32F407摄像头数据处理模块等。飞行姿态处理由MPU-9150加速度计陀螺仪提供,实现了飞行器的平稳飞行。超声波测距模块和摄像头循迹模块为飞行器提供导航参数,使飞行器可以按照规定航线并以一定高度飞行。为了保证摄像头数据处理的实时性,本设计中增加了一片STM32F407芯片专门处理摄像头数据。通过姿态解算、PID控制算法、摄像头数据采集处理,使飞行器实现一键式起飞,定高跟着赛道线稳定飞行,最终平稳降落。通过多次测试,证明该基于双STM32芯片和OV2640的自主循迹四旋翼飞行器稳定、可靠。     

应用于远程图像监控的四轴飞行器

介绍一种基于5.8G图像传输技术,可以用于森林防火防盗巡逻、电力巡检等情况的四轴飞行器。该飞行器采 用Cortex-M4 架构的STM32 单片机作为主控芯片,以MPU6000 运动传感器、HMC5883L 磁力计来获取无人机姿态位置信 息。主控芯片将传感器所采集的值,利用惯性导航技术和数据融合技术通过四元数运算求出当前的飞机姿态,然后通过PID 算法实现稳定飞行。     

基于四元数的前臂假肢手部自平衡的设计

针对残疾人的前臂假肢在端水等运动过程中需要手部虎口一直与大地保持平行,即手部实现姿态自平衡问题,提出采用四元数的姿态解算算法,并采用卡尔曼滤波融合MPU6050传感器中陀螺仪和加速度计的输出数据,补偿了陀螺仪输出数据的随机漂移误差,得到前臂假肢手部姿态的正确估计。该系统由安卓手机、STM32单片机、MPU6050传感器、高性能数字舵机组成,通过安卓手机语音识别向STM32单片机发送是否保持手部自平衡指令,由STM32实时采集MPU6050中陀螺仪和加速度计的数据并经过算法处理后,通过串口向舵机发送信号。实验结果表明,这种姿态估计算法有效地解决了前臂假肢在运动过程中手部自平衡问题,为前肢缺失的残疾人提供了便利。     

基于STM32的语音控制的四轴飞行器设计

随着科技不断发展,四轴飞行器逐渐从高校实验室走向了大众。但是不可否认的是,由于四轴飞行器的学习控制成本太高,限制了其进一步的普及和发展。本文针对这一现象,提出了一项通过语音识别技术控制微型及小型的四轴飞行器的设计方案。本设计以STM32F103C8T6为控制核心,采用惯性测量单元MPU6050等传感器用于飞行姿态的检测,和语音控制遥控器之间用无线收发器芯片NRF24L01进行通信。     

基于瑞萨单片机的四旋翼自主飞行器设计

该四旋翼自主飞行器以瑞萨公司的R5F100LEA单片机为控制核心,包括飞行姿态处理模块,超声波测距模块,红外传感器循迹模块,电机驱动模块以及微处理器模块等.飞行姿态处理由MPU6050加速度计陀螺仪提供,保证飞行器平稳飞行.超声波测距模块和红外传感器循迹模块为飞行器提供导航参数使飞行器可以按照规定航线并以一定高度飞行.本设计中应用了PPM控制方法,PID算法,平滑滤波等,使飞行器实现在一定区域内一键式起飞,稳定飞行,精确降落.并且可以拾取物件,完成空投任务,最终精确降落并停机.     

基于STM32的姿态感知四轴飞行器的设计

为了方便、准确的控制四轴飞行器正常飞行,设计了基于姿态感知的四轴飞行器和手部姿态感知系统,该系统以STM32为核心处理器,通过陀螺仪采集手部姿态信息,对采集的手部姿态信息利用低通滤波器和Kalman相结合进行去噪处理,之后利用联邦Kalman算法对手部姿态信息、机体姿态和气压计的信息进行融合,调节控制四轴飞行器飞行的PID参数,使其能够根据手部姿态进行前、后、左、右、上、下、悬停等飞行,并通过实验仿真验证手部姿态信息与飞行器飞行动作的一致性,通过实验验证可知飞行器的飞行动作和手部姿态保持一致,系统能够稳定工作且满足一般控制要求,并为相关设计提供了参考。     

基于UCOSⅢ系统的嵌入式智能手表设计

随着科技的不断进步，国民的生活水平不断提高，人们也越来越关注自身的运动状况和身体健康。本文设计了一款携带便捷且具有运动健康监测功能的智能手表。系统以STM32F411CEU6为主控芯片，连接了MPU6050六轴陀螺仪传感器模块、BMP180大气压计量模块，可采集运动环境的温度、气压、海拔等数据，同时还具备计时，定时，运动步数计量等功能，并通过实时操作系统UCOSⅢ完成任务调度，利用LVGL作为UI框架实现界面设计，可及时向运动者反映运动环境状况，辅助运动者健康运动。