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嵌入式學院學員實踐項目案例介紹
——項目案例：智能四軸飛行器
 

1. 智能四軸飛行器項目案例演示

2、智能四軸飛行器項目背景

近幾年來，隨著MEMS傳感器、無刷電機、單片機以及鋰電池技術的發展，多旋翼飛行器受到了人們的熱捧，它可以在任何復雜的地形中使用，還支持 GPS 定位點飛行、GPS 跟蹤飛行，能夠執行航拍等各種任務。其結構簡單、控制方便、成本低、穩定性強、機動性好，在軍事、農業、物流、娛樂等領域有很好的發展前景。它不算太昂貴的價格，可DIY性強，既滿足了科技愛好者對前沿科技的嘗試和創新，更能夠過足把駕馭高新科技飛機的夢想。智能飛行器可以使一切變得更簡單，我們的智慧正慢慢地改變著這個世界。

該四軸飛行器使用Contex-M4/M3內核的32為ARM微處理器，其中包括STM32F427VIT6主控制器和STM32F100C8T6B實效保護控制器，二者均擁有豐富的接口和外設資源，使用PX4硬件平臺運行RTOS操作系統，具有很好的實時性。其采用無線遙控器的方式來操控四軸飛行器的俯仰、橫滾以及航向等，同時可以使用Mission Planner地面站實現通訊。

3、智能四軸飛行器功能說明

本項目主要實現以下功能：

● 采用 PIXHAWK 開源飛控方案，擁有自穩、定高、懸停、定點降落、跟隨、GPS導航、FPV 航拍等功能；

● 配備一個9通道開源遙控器；

● 集成備份電源和失效備份控制器，主控制器失效時可安全切換到備份控制；

● 提供冗余電源輸入和故障轉移動能；

● 內置Micro SD存儲卡，可記錄飛行數據。

4、智能四軸飛行器相關技術要點

本項目包括但不限于如下技術要點：

● 了解多軸飛行的結構組成、組裝以及飛行原理

● 了解RTOS實時操作系統

● 無刷電機的原理及PWM控制

● 了解GPS的數據采集及解析方式，以及遙控器無線控制

● 陀螺儀、加速度計、氣壓計、磁力計等的數據采集以及數據融合

● 姿態的數學表示方法、四元數、歐拉角的數據解算

● 卡爾曼濾波的原理

●PID算法控制

●QGroundControl 和 Mission Planner地面站的使用

●PX4調試

5、智能四軸飛行器產品展示