基于四旋翼飞行器的空中机器人 (1-11月小结)

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1、此项目启动与今年1月，计划于11月完工，参加挑战杯比赛。   项目内容包括：   1、自制四轴机架；   2、自制无刷电调；   3、自制红外平衡仪；   4、自制视频叠加模块；   5、自制航姿参考系统；   6、自制飞行控制系统；   7、自制GPS导航系统；   8、编写地面站；   最终完成一部可实现自主起降巡航及视频回传的小型空中机器人。 设想总是美好的。       初期我将侧重点放在了DIY无刷电调上，于是花了近3个月时间研究mos管，无刷驱动及控制算法，后发觉这玩意不简单，不仅耗时耗力，而且搞出来的效率及控制精度还不如

2、人家十几块的商品无刷电调，打击颇大，故3月份左右开始研究姿态解算。   一开始见网上有卖传感器模块，于是乎买了几个模块回来参考，并搭建了一个最简单的AHRS模块。    各模块分别是MPU-3050+ADXL345+HMC5883L+BMP035    下图为洞洞板和模块搭建的AHRS模块  自己的板硬件很快就设计完成了，第一版选用的是STM32F4+ADXL345+MPU-3050+HMC5883L的方案，那时天真啊，传感器芯片到手后瞬间冻结，我擦啊，从来没焊过这么小的芯片，也从没焊过引脚那么密集的芯片，这也太闷坑爹了吧！哎，没办法

3、，硬着头皮，啥方法都尝试一翻，总算焊得个惨不忍睹，但至少还能工作，就这样AHRSv0.1算是出炉了，焊好后给F4写程序，那个坑啊，我都无语了，SWD我是留了3条线 JTCK,JTMS,GND 结果尼玛的根本下载不了程序啊，只能用st官网的flashloaderdemonstrator通过串口1下载，那也闷麻烦啊！研究了几天发现要把ahrs的vcc和j-link的vtref脚连起来才可以正常调试下载。闷坑爹！受不了，就马上动手画下一版的AHRS。   下图是AHRSv0.1   与此同时订购了几个热电堆，用以制作红外平衡仪，不过只是简单

4、测试了下好坏，就放下了，并没打算马上动手搞红外平衡仪。  也是这时候学了下VB.NET，也写了个调试上位机，不或也闷简陋了，也没啥通讯协议，下位机将数值转成若干ascii，然后发送出去，当然要加上个起始、结束符，上位机收到合并就是了。   上位机工作图：   有了AHRSv0.1的经验我便觉得下一版本应该东西多些，功能全些，于是干了件很无脑的事，把AHRSv1.0设计出来了。   下图为AHRSv1.0    咋一看，这是啥？stm32F4+5883L+6050+BMP085+LEA-5S.俨然一块GPS/INS，想法果然是美好的，调

5、试发现BMP085这气压计闷坑爹了！精度也太差了吧，要是拿来做定高，起飞后四轴还能找得到么，况且还有一个严峻问题，F4国内真冷门，资料没多少，只有个数据手册和技术手册还全英文，只能凭借自己搞stm32F1系列的经验，不断查手册配置寄存器，那个麻烦（那时还不会用ST提供的库函数，学alientek的板子伤不起啊），进度那个缓慢，繁琐，接受不了，好吧，准备再次打板。   有了前两次的经验，也大概了解了传感器是咋么个回事了，于是这次画板决定要做一个非常非常小的AHRS！这样不单单是这次四轴项目用，以后做其他玩意也可以直接使用！很快板子画好了

6、，送去工厂打板多收了我50块，因为我需要板边半孔，看，为了缩体积，就得加钱。   下图为AHRSv2.0的PCB截图   v2.0使用STM32F103T8U6+MPU-6050+HMC5883L的方案，stm32可是qfn封装喔！ 嘿哈，有了前几的次焊接经验，现在像5883L这样只有3*3mm的LCC封装都能轻松搞定，成功率100%，哈哈。  下图为AHRSv2.0的成品图    够小吧，不到一个1块钱硬币的体积，基本上元件都是使用0402封装，焊得那个累啊，不过真心喜欢这板子！   既然他那么可爱，那么小巧，于是乎萌生了做一个无线

7、AHRS模块，通过无线模块将姿态数据发给上位机显示，这太COOL了！有想法就动手！嘿哈，还真的被我搞出来了，虽然那时姿态算法还不成熟，很烂，但效果我很满意。   下图为MiroAHRS    在此上传他工作时的视频（后期拍摄），上位机过会再介绍，为自己编写的SerialSword。 视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XNDU2ODI4NDM2.html       在等板子及其他时间里，我使用那组合起来的ahrs模块研究姿态算法，而上位机确定使用C#编写，并写了一个较完整全面的上位机--SerialS

8、word！不过话说回来，这软件真是闷失败，只认自己电脑，发给N个人没一个能打开正常运行，郁闷爆了！算了，也没空再研究那么多，能在本机正常工作就行了，也就没打算发布出去，有打算时再攻克这问题吧。   哎，可惜了这上位机，唯