四旋翼飞行器手势遥控研究

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1、密级无分类号ＴＮ９２３Ｘ＇ＩＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目：四旋翼飞行器手势遥控研究－作者：侯强指导教师：张志文教授申请学位学科：通信与信息系统２０１８年５月１８日密级无分类号TN923XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:四旋翼飞行器手势遥控研究作者：侯强指导教师：张志文教授申请学位学科：通信与信息系统2018年5月18日四旋翼飞行器手势遥控研究学科：通信与信息系统研究生签字：指导教师签字：摘要本文针对传统四旋翼遥控器专业

2、性强、操作复杂的问题，设计了一种简单易实现并且利用手的姿态数据即可遥控四旋翼无人机的遥控器。该遥控器利用其内部的MEMS姿态传感器获取手的姿态信息，通过Zigbee无线收发模块实现姿态角数据的无线收发，接收器接收到姿态角数据并传输至飞行器控制板，从而实现四旋翼飞行器的手势遥控。该遥控器改进了传统四旋翼遥控器的设计，其具有操作简单，体积小便于携带的优点。论文首先对四旋翼遥控器进行了分析，并在此基础上进行了手势四旋翼遥控器研究方法的讨论，研究了多种手势遥控四旋翼飞行器的方法，最终提出运用MEMS姿态传感器完成对四旋翼飞行器的手势遥控，该方案利用STM32F

3、103微控制器实现信号的采集和处理并结合其它外围模块完成系统的硬件设计。手势遥控器硬件电路的设计主要包含两大方面：第一是手势遥控器发送端，第二是手势遥控器接收端(简称接收器)。两大硬件电路内部又包含许多硬件子模块，例如电源电路、Zigbee无线传输模块、程序调试模块等。针对不同硬件电路模块，本文详细阐述了其原理、功能及实验现象。手势遥控器系统软件设计主要包含三大方面：第一是手势遥控器发送端的程序设计；第二是接收器的程序设计；第三是遥控器解码软件的代码设计。手势遥控器发送端与接收端的程序设计又各自包含两方面：STM32F103微控制器程序设计与CC253

4、0微处理器程序设计。针对不同的程序设计，本文对其开发集成环境、相应外设以及程序设计方法给予了详细的阐述。最终，在实际搭建的试验平台上进行仿真测试，并对测试结果进行了相关分析。实验表明，通过MEMS姿态传感器所获取到的原始数据可以作为手势遥控器发送端进行姿态角解算的数据来源，根据手势遥控器发送端所发送的姿态数据可以实现对四旋翼飞行器的手势遥控，并可通过OLED屏显示姿态数据。该测试系统基本满足设计要求。关键词：MEMS姿态传感器；姿态角；Zigbee；接收器ResearchonGestureRemoteConrolofQuadrotorAircraftD

5、iscipline:CommunicationandInformationSystemsStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractThispaperdesignsasimplegesture-basedcontrolsystemtosolvetheproblemofhighdegreeofspecializationandcomplicatedoperationinthetraditionalfour-rotorremotecontrolsystem.Inordertorealizethequadroto

6、rgestureremotecontrol,thegesturecontrolsystemtransmitstheattitudeangledatawhichfromtheMEMSattitudesensortothereceiverthroughtheZigbeewirelessmoduleandthentotheflightcontrolboard.Gesturecontrolsystemhastheadvantagesofsimpleoperationandanditimprovesthetraditionalquadrotorremotecon

7、trol.Thepaperfirstanalyzesthemodeloffour-rotorremotecontrol,andthendiscussestheresearchmethodsofthegestureremotecontrolsytstem.Finally,theMEMSattitudesensorisadoptedthroughthestudyofvariousmethodstorealizethegestureremotecontrolofquadrotoraircraft.TheschemeusesSTM32F103microcont

8、rollertorealizesignalacquisitionandprocessing,a