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用于避障和区域测绘的无人机

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丿灬幸灬 发布时间:2018-11-27 23:04
6431181492552123748.JPG   d& E" K, T5 x+ h
/ F4 B4 F' B2 {$ _
一种利用超声波传感器检测和避障的系统
8 t2 m# \. Z5 M) b
; \- V- c0 Q2 U: C 8340451492984758811.JPG
8 W3 B- {# w* U# i! Z2 G9 Z6 c: C
' e5 b5 I4 L2 K7 h( A 3214601492552150525.JPG ) Q8 e' p! f! ]+ _( |" Z
描述
% U/ C8 T; ~! t* ]3 g( O" A来自传感器的数据将分四路发送到RC遥控器,RC遥控器在IL9341显示器上显示周围环境。
1 h8 X- ]" X8 S7 b  r 4620271492984843048.JPG   F- x8 d: T0 s
接收器
" y3 z( \/ v" e9 t* C- I它有一个由arduino mini、mpu6050 (gy87)和nrf24模块组成的接收器,。它可以接收,也可以发送。( a6 r* }5 o0 |
这将用于将来自mpu6050和HC-sr04s的数据发送回遥控器,并在那里显示。: D9 _# e- k! j$ ]4 b6 X5 Q
7 p5 l( Z: J& {) a5 M
5346201496437374153.jpg ; b$ K( W6 r" \1 m  s0 V% H
遥控器/ h" J. q9 L  m* u2 }/ Z( J3 w* u
它由STM32f103、NRF24模块和ili9341显示器组成。
* ~4 Q) n2 q% e7 Z数据在这里被处理,周围环境的图像将被绘制出来。
7 g/ c5 F3 Q& K# O此外,这些数据还可用于控制四轮车并避免障碍物。3 Q! @6 Y& y4 y( @/ G
8 S/ g/ g2 Y' C/ q6 V; M
遥控器演示
( }8 U: @2 c6 V1 T0 G& h
3 k6 M5 W9 h7 w3 e- A( V  `我在读取超声波传感器数值时遇到了相当大的困难。我怀疑可能是螺旋桨的影响。
( b" r# Q; A; D5 M$ D% ^" h# K5 L; Y" h, \  V
经过一次测试,我需要重新画板,看看如何准确地读出离地面的距离。
& Q& s1 F3 H7 n4 V
4 Q) c) H! Q+ |4 i 1041011493214390064.JPG
5 A& x5 g! X# S! X组件
5 F) y. h2 x7 l# C1        ×        zmr250四轴飞行器框架
& ~' O% I% j. s) ]; c' ?# O1        ×        cc3d飞行控制器
2 [& y% x! d1 x7 Q7 r( j5 l1        ×        arduino mini9 b8 Q$ B: O( i5 Z8 d0 d
1        ×        stm32f103- c2 T' T3 S& v9 e  M
2        ×        nrf24模块  P+ \2 T9 G; l" |0 i
1        ×        锂电池3s 2200毫安
- d" G6 W( |+ ?+ }1        ×        锂电池1s 1500毫安
* i' ]- P! g/ M# D4 J# P1        ×        RC遥控器外壳
/ `. R$ y* p; y- L! x! G1        ×        ili9341显示器320 x240; b) }$ x* U. I: p8 ^; M4 [' v8 `. w
2        ×        3.3v稳压
% X0 q5 L3 k0 t  b' C# @! G4 _1        ×        按键,导线,洞洞板
0 e# V& ?4 ^6 F1 r5        ×        HC-sr04
( p; c- s, B0 G  n
5 i& j/ c  m- F- R4 O( Q3 T$ I0 l, C1 v) j3 j  X
首次飞行0 ~' U( s4 j+ G5 @$ w# T
第一次飞行出了很多问题,因为一个int数值的向下溢出,导致油门从0降到255,当我把操纵杆降到很低的时候,四轴自行起飞。
# N3 e: M: I0 E5 L/ W' t" j$ c  j/ V几个小时后,我终于修复了错误的代码,四轴也终于又可以操纵了,没有任何问题。
# k( N  s% T( k  L$ s! ?) c  g4 c5 e8 e
我添加了一个菜单,可以精确控制离障碍物的距离、前后俯仰的时间、扫描间隔和接收器上检测碰撞后的前后俯仰值等,当然还可以远程关闭和打开。! `: u* v. W& p
现在我终于可以测试碰撞检测是如何工作的。它有间歇性工作,它会将四轴的高度设定为一个设定值,使其稍微远离障碍物。但是超声波传感器很难正确检测到它。
$ n5 u: ]* ~, J) {! E2 T4 Q# f
5 p  ]3 o* n. ^* K超声波传感器的位置似乎并不理想,因为可能有些波,会从四轴的底部反弹。
, r/ H3 _8 W9 [& l% H! A: Z. ?  p1 t/ G% o( D
更多的测试$ x5 m9 z- `; f* \
经过几次飞行后,很明显超声波传感器有问题。+ J) E, B* p9 P& M  S* D
它们在地面上工作良好,但是在空中,随着螺旋桨旋转,很难检测到任何东西。这可能是由四轴飞行时产生的噪音和气压引起的。
, z/ \- k9 N7 |  G经过一点研究,我找到了这篇论文" N1 _# q! R. J1 ?* D  r+ w
* y; [* q$ u- A$ \  q4 p' m1 n

. P9 z& T/ ?4 e4 \0 ?这证实了我的猜测。7 i# O) f6 v2 ]! b- t" I
所以有点失望,我在ebay上买了一个准确的红外距离传感器,希望它不会有同样的问题。2 s- u6 _6 {9 i4 c, h
7 b2 v% ^! m2 ^9 \
我还刚刚收到了rf24接收器,现在他能从传感器发回数据,
* K# J! d$ p* G) H/ V5 ?9 w3 l" l' i这样明天我就可以更准确地看到问题开始出现的地点和时间。我一直想为四轴增加一个电池监视器。  q: H( B7 c: w$ ]
这样就能看见控制器上的电池状态,这样你就能准确地知道你还剩多少电,而不必依赖这些烦人的电池蜂鸣器。
5 s# |$ ]' M4 o/ b  H1 G3 @
" m$ D! v2 t$ r, p# F详细查看超声波传感器
/ ~. J* u' N- Z; I5 N! o9 p视频演示
: r2 P4 r6 h' T; |3 e: a/ `4 d" {5 J0 |
初步结果
' r' y7 T& D5 D+ P- N2 l) }3 z! t我在我的控制器上增加了一个绘图功能,这样我可以在飞行时看到输出。, ?7 c+ \3 Z; q/ n& g, n
这样做,我发现超声波传感器只能探测地板上0 - 25厘米的距离。草地上更糟。
. Q; e+ Y# f! M1 e, q- D$ d# a+ N再往上,螺旋桨的噪音影响就太大了。现在我最多可以在20厘米的高度工作。! }4 y. }# b% _# w" z$ g

. x) s$ Q0 j% K! B% {0 h当达到指定高度时,四轴通过将油门降低到控制器上的指定值来保持高度。2 l- k6 D* U9 T/ j. Q
这只是一个粗略的比例控制器。一个合适的PID控制会效果更好,但是现在传感器问题必须首先解决。
( h& d8 N: h6 G0 U 1.jpg
7 H' k! a; [$ ?! TPPS :每秒发送的数据包,RCV接收的传感器值以厘米为单位5 D9 M" {# a2 X- q; b

6 `$ j% h7 e# F% j& U% E2 u7 k
: P( ^9 }8 i/ j( w2 i/ N

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赞 收藏 1 评论2 发布时间:2018-11-27 23:04

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2个回答
zjczm 回答时间:2018-11-28 08:42:30
很不错。
tanic 回答时间:2018-11-28 09:08:09
666无人机政策出来了" k6 C" O8 I; G3 T

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