四旋翼飛行器【2013年國(guó)賽項(xiàng)目】

課程簡(jiǎn)介：

本教程是關(guān)于自主懸停四旋翼飛行器，獲得多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

四旋翼飛行器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)靈活，具備垂直起降和定點(diǎn)懸停能力，可以在狹窄空間和惡劣的起降環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。四旋翼飛行器是非線性、強(qiáng)耦合的非穩(wěn)定系統(tǒng)，自身阻尼小，動(dòng)態(tài)特性高，對(duì)導(dǎo)航信息的帶寬、精度要求高，必須依賴高性能的自主飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定自主飛行。

小型無(wú)人機(jī)一般采用嵌入式微控制器/微處理器作為機(jī)載計(jì)算機(jī)，搭配微機(jī)電（MEMS）慣性傳感器、磁傳感器、大氣傳感器和GPS接收機(jī)。MEMS慣性傳感器精度有限，導(dǎo)航誤差隨積分過(guò)程增長(zhǎng)很快；磁阻傳感器安裝在載體上受到附近電磁環(huán)境干擾，不能直接用于航向測(cè)量；GPS不能提供姿態(tài)信息，數(shù)據(jù)輸出率也不高，通常不能滿足飛行控制的要求。對(duì)于室內(nèi)作業(yè)的無(wú)人機(jī)，更無(wú)法通過(guò)GPS來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。因此，需要對(duì)多種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到比單一信息源更連續(xù)準(zhǔn)確可靠的導(dǎo)航信息。

卡爾曼濾波是一種遞推的線性系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)，是導(dǎo)航數(shù)據(jù)融合的常用方法。擴(kuò)展卡爾曼濾波器EKF是卡爾曼濾波在非線性系統(tǒng)中的推廣，主要改進(jìn)是將系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在狀態(tài)附近線性化，得到的是次優(yōu)估計(jì)。

本項(xiàng)目圍繞MXTOS-200北斗/GPS雙模接收機(jī)在四旋翼組合導(dǎo)航中的應(yīng)用，在導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、多傳感器數(shù)據(jù)融合、EKF的應(yīng)用以及四旋翼飛行器控制算法等方面展開工作。

視頻附件中有文件課自行下載，其中包括《四旋翼理論知識(shí)+硬件指南》《硬件PCB原理圖》《模塊工作原理》《程序》《答辯演示ppt》《其他四軸飛行器資料》。本課程無(wú)后續(xù)詳細(xì)的視頻教程，所有資料都在附件下載包內(nèi)。 ?