嵌入式学院学员实践项目案例介绍
——项目案例：智能四轴飞行器
 

1. 智能四轴飞行器项目案例演示

2、智能四轴飞行器项目背景

近几年来，随着MEMS传感器、无刷电机、单片机以及锂电池技术的发展，多旋翼飞行器受到了人们的热捧，它可以在任何复杂的地形中使用，还支持 GPS 定位点飞行、GPS 跟踪飞行，能够执行航拍等各种任务。其结构简单、控制方便、成本低、稳定性强、机动性好，在军事、农业、物流、娱乐等领域有很好的发展前景。它不算太昂贵的价格，可DIY性强，既满足了科技爱好者对前沿科技的尝试和创新，更能够过足把驾驭高新科技飞机的梦想。智能飞行器可以使一切变得更简单，我们的智慧正慢慢地改变着这个世界。

该四轴飞行器使用Contex-M4/M3内核的32为ARM微处理器，其中包括STM32F427VIT6主控制器和STM32F100C8T6B实效保护控制器，二者均拥有丰富的接口和外设资源，使用PX4硬件平台运行RTOS操作系统，具有很好的实时性。其采用无线遥控器的方式来操控四轴飞行器的俯仰、横滚以及航向等，同时可以使用Mission Planner地面站实现通讯。

3、智能四轴飞行器功能说明

本项目主要实现以下功能：

● 采用 PIXHAWK 开源飞控方案，拥有自稳、定高、悬停、定点降落、跟随、GPS导航、FPV 航拍等功能；

● 配备一个9通道开源遥控器；

● 集成备份电源和失效备份控制器，主控制器失效时可安全切换到备份控制；

● 提供冗余电源输入和故障转移动能；

● 内置Micro SD存储卡，可记录飞行数据。

4、智能四轴飞行器相关技术要点

本项目包括但不限于如下技术要点：

● 了解多轴飞行的结构组成、组装以及飞行原理

● 了解RTOS实时操作系统

● 无刷电机的原理及PWM控制

● 了解GPS的数据采集及解析方式，以及遥控器无线控制

● 陀螺仪、加速度计、气压计、磁力计等的数据采集以及数据融合

● 姿态的数学表示方法、四元数、欧拉角的数据解算

● 卡尔曼滤波的原理

●PID算法控制

●QGroundControl 和 Mission Planner地面站的使用

●PX4调试

5、智能四轴飞行器产品展示