當(dāng)今無(wú)人機(jī)在軍事、商業(yè)、民用和科研等領(lǐng)域使用廣泛,國(guó)家、公司和科研機(jī)構(gòu)都開(kāi)始對(duì)其展開(kāi)研究。飛控作為無(wú)人機(jī)的控制核心,負(fù)責(zé)完成控制信號(hào)接收、姿態(tài)解算、輸出控制等功能。本文從實(shí)際應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)出發(fā),對(duì)飛控中姿態(tài)解算部分算法進(jìn)行改進(jìn),并進(jìn)行實(shí)物的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證。根據(jù)嵌入式工程設(shè)計(jì)流程,對(duì)系統(tǒng)功能需求進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了基于STM32的嵌入式硬件平臺(tái)。本文對(duì)硬件系統(tǒng)的接口電路和電源管理進(jìn)行了設(shè)計(jì),主要包括微控制器外圍電路、電源升壓降壓電路、USB接口電路、傳感器和數(shù)傳接口電路。并對(duì)PCB制作和元器件焊接中需要注意的問(wèn)題進(jìn)行了探討�；贚inux下嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境,本文對(duì)軟件項(xiàng)目文件結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃,開(kāi)發(fā)了Cotex-M3內(nèi)核中的任務(wù)調(diào)度器。對(duì)調(diào)度器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),編寫(xiě)相關(guān)的調(diào)度函數(shù),研究調(diào)度器運(yùn)行原理,并分析了中斷對(duì)調(diào)度的影響,實(shí)現(xiàn)了ARM體系下的上下文切換功能。以該調(diào)度器作為基礎(chǔ),對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航中姿態(tài)表示和更新方法進(jìn)行研究,分析各種傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)和常用的數(shù)據(jù)融合算法,給出基于神經(jīng)元PID的互補(bǔ)濾波器融合算法,并將其作為一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)。對(duì)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行實(shí)現(xiàn),使用無(wú)線通信將解算的姿態(tài)角上傳...

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 無(wú)人機(jī)的姿態(tài)解算
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 文本的主要研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
        1.4.1 本文的主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 本文的組織結(jié)構(gòu)
2 姿態(tài)解算系統(tǒng)總體方案
    2.1 引言
    2.2 姿態(tài)解算系統(tǒng)需求分析
        2.2.1 設(shè)計(jì)需求分析
        2.2.2 設(shè)計(jì)要求
    2.3 系統(tǒng)方案確定
        2.3.1 硬件設(shè)計(jì)方案
        2.3.2 軟件設(shè)計(jì)方案
    2.4 涉及到的關(guān)鍵問(wèn)題
    2.5 本章小結(jié)
3 基于STM32 的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 電路原理圖設(shè)計(jì)
        3.2.1 微控制器
        3.2.2 電源電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 USB電路設(shè)計(jì)
        3.2.4 傳感器模塊
        3.2.5 數(shù)據(jù)傳輸模塊
    3.3 PCB設(shè)計(jì)及制作
    3.4 本章小結(jié)
4 實(shí)時(shí)多任務(wù)調(diào)度內(nèi)核
    4.1 引言
    4.2 嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建
    4.3 任務(wù)調(diào)度器設(shè)計(jì)
        4.3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        4.3.2 關(guān)鍵函數(shù)
        4.3.3 調(diào)度器運(yùn)行過(guò)程
        4.3.4 外部中斷對(duì)調(diào)度的影響
        4.3.5 進(jìn)程切換原理
    4.4 本章小結(jié)
5 加速度計(jì)和陀螺儀的數(shù)據(jù)融合
    5.1 引言
    5.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)中的姿態(tài)表示
        5.2.1 姿態(tài)更新方法
        5.2.2 慣導(dǎo)相關(guān)傳感器
    5.3 基于四元數(shù)的姿態(tài)解算方法
        5.3.1 互補(bǔ)濾波器
        5.3.2 顯式互補(bǔ)濾波器
        5.3.3 神經(jīng)元PID算法
    5.4 姿態(tài)解算程序設(shè)計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
6 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試
    6.1 引言
    6.2 MAVLink協(xié)議
    6.3 姿態(tài)解算精度測(cè)試
    6.4 軟件性能測(cè)試
        6.4.1 空間占用
        6.4.2 任務(wù)切換時(shí)間
        6.4.3 中斷響應(yīng)時(shí)間
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 本文主要工作
    7.2 后續(xù)研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝



本文編號(hào)：3744194