一種四旋翼自主飛行控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、由于甲烷和煤塵的存在易引發(fā)煤礦爆炸事故，事故發(fā)生后災變現(xiàn)在環(huán)境危險等級高，若派救援隊員進入現(xiàn)場探索事故情況，會引發(fā)二次礦難。由于無法獲取事故現(xiàn)場的信息，因而救援專家無法制定有效的方案開展救援工作。目前公認最安全、有效的方法是先派機器人進入事故現(xiàn)場，采集相關環(huán)境信息，將環(huán)境信息以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送到控制中心，以此作為派救援隊員進入現(xiàn)場的判據(jù)。
　　根據(jù)目前國內(nèi)礦山救援設備發(fā)展狀況以及災變現(xiàn)場的環(huán)境復雜性，本文以四旋翼飛行器為研究對象，

2、提出了一種基于測距的四旋翼飛行器自主飛行控制系統(tǒng)，通過實驗驗證了該系統(tǒng)的可行性。首先設計了自主飛行實現(xiàn)方案，該方案分為兩部分：控制信號采集量化和控制信號反灌。根據(jù)方案要求設計控制系統(tǒng)硬件、軟件，選擇ARM7作為系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺，ADS1.2作為軟件開發(fā)工具。將GPIO連接接收機輸出端，通過設置中斷、定時器，采集量化控制信號。在飛行器周圍安裝測距傳感器，用于測量空間位置信息。系統(tǒng)將控制信號量化值和空間位置信息組幀，通過無線的方式發(fā)送至上位

3、機中。經(jīng)過多次飛行實驗得到大量的樣本數(shù)據(jù)，根據(jù)控制信號反灌要求，從中總結出控制信號與飛行器飛行姿態(tài)的關系，重點分析了起飛、降落以及不同高度與控制信號之間的關系。利用C語言描述該對應關系，編譯生成二進制文件燒到主控板中，GPIO輸出與飛行姿態(tài)對應的控制信號，實現(xiàn)飛行器自主起飛、懸停、降落。另外機載主控系統(tǒng)具有環(huán)境信息采集功能，把采集到有害氣體濃度經(jīng)過AD轉換成數(shù)字量，通過無線方式發(fā)送到安裝有災變環(huán)境評估系統(tǒng)的上位機中，該上位機對收到數(shù)據(jù)進