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全国大学生电子设计竞赛报告模板

来源:秋雨露  编辑:qiuqiu 时间:2017-08-18 14:36:03 热点:大学生,电子设计,竞赛报告

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QQ截图20170818143644.jpg

全国大学生电子设计竞赛;多旋翼自主飞行器(c题);2015年8月15日;摘要;2015;旋多翼自主飞行器由RL78/G13MCU板(芯片;飞行器能一键式启动,并开始航拍,从A点起飞,飞向;目录;目录;1.方案论证与比较...............;1.1四旋翼算法方案..............;1.2STM32控制方案............;1.3C

 

年全国大学生电子设计竞赛

 

多旋翼自主飞行器(c题)

 

2015 年8月15 日

 

摘要

 

2015

 

旋多翼自主飞行器由RL78/G13MCU板(芯片型号R5F100LEA),STM32单片机模块(加SD卡),CMOS摄像头,A2212/13T新西达电机。STM32单片机输入信号到RL78/G13MCU板,启动飞行器和CMOS摄像模块,RL78/G13MCU飞控模块矫正飞行器在空中的姿态,实现悬停,前进,后退等功能,CMOS模块将拍摄的视频内容存储在STM32模块内置的SD卡里。当飞行到目的地时各模块自动停止工作。

 

飞行器能一键式启动,并开始航拍,从A点起飞,飞向B区,在B区降落,但不是中心,当飞行结束后,拔掉SD卡,能顺利的通过P0机回放,在飞行过程中,始终在电子示高线H1和H2的区间内。

 

 

1. 方案论证与比较

 

1.1四旋翼算法方案

 

方案一:采用欧拉角法欧拉角法静止状态,或者总加速度只是稍微大于g时,由加计算出的值比较准确。

 

使用欧拉角表示姿态,令Φ,θ和Φ代表ZYX 欧拉角,分别称为偏航角、俯仰角和横滚角。载体坐标系下的加速度(axB,ayB,azB)和参考坐标系下的加速度(axN, ayN, azN)之间的关系可表示为(1)。其中 c 和 s 分别代表 cos 和 sin。axB,ayB,azB就是mpu读出来的三个值。

 

这个矩阵就是三个旋转矩阵相乘得到的,因为矩阵的乘法可以表示旋转。

 

c?c??axB???ayB????c?s??s?s?c? ?????azB????s?s??c?s?c?c?s?c?c??s?s?s??s?c??c?s?s??s???axN??ayN?s?c?????c?c?????azN??(1)

 

飞行器处于静止状态,此时参考系下的加速度等于重力加速度,即

 

?axN??0??????ayN???0??a???(2) ?zN??g?

QQ截图20170818143654.jpg

把(2)代入(1)可以解

 

:

 

??arctg(3)

 

???(4) ?ayB??arctg??azB

 

即为初始俯仰角和横滚角,通过加速度计得到载体坐标系下的加速度即可将其解出,偏航角可以通过电子罗盘求出。

 

方案二:四元数法(通过处理单位采样时间内的角增量(mpu的陀螺仪得到的就是角增量),为了避免噪声的微分放大,应该直接用角增量-------抄的书)

 

本项目采用的是方案一。

 

1.2 STM32控制方案