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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 0 k3 p% C9 o7 a) o, J
* g, k5 e3 U- E) e; j" J+ @
一种利用超声波传感器检测和避障的系统
! f4 \1 [0 X6 U
9 t1 L- y( X6 Z# c6 p1 R; X" d 8340451492984758811.JPG - [7 d5 z2 X# u
4 b' m: C8 o* |' |+ v( W) Y0 ^. L
3214601492552150525.JPG 2 }5 o' u( s* d$ ]4 ]+ i
描述, X8 w$ M7 U! ~( z/ ?# f
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。
" r& A  ^: r& @) \% R* i% w" p 4620271492984843048.JPG
+ G* v7 H  Y& B4 L2 c, J9 M接收器' Q- _' A$ ^2 h( }
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。* \: d7 y4 n: z4 t* H( {# V
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。
+ F% |, X8 P# {' A9 ?' g, K) {4 D1 n& A4 d9 j  j, J9 }
5346201496437374153.jpg % y/ f8 }4 X% a; R( ?
遥控器
( P/ d+ D$ }" _9 R0 v7 o它由STM32f103、NRF24模块和ili9341显示器组成。9 L( j* e+ R" g1 w1 v4 Q* U
数据在这里被处理,周围环境的图像将被绘制出来。# |* G! {& Y0 [% O3 ]- [* E
此外,这些数据还可用于控制四轮车并避免障碍物。
" i. W+ p, v  p3 S: l! g/ \0 F. a; c& e
遥控器演示
9 e8 s0 {! V4 R% }  M# Q) S# N& Y' f6 N& V. H
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。
* h0 [5 o) [2 `1 M+ k$ X8 V
3 e4 N0 e5 m: A# Q( Z) d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。
; W, M8 H# S& M& ]+ q! ^, r6 X& u8 q3 K
1041011493214390064.JPG
6 i. r6 \- o6 M. f! V组件
( P7 C+ s* O8 a5 T- q" G( ]1        ×        zmr250四轴飞行器框架
! |7 T0 _% p$ `0 E6 Z3 R# N3 G1        ×        cc3d飞行控制器$ ^6 ]. y5 _- X) B
1        ×        arduino mini7 }' g/ Q+ {+ p
1        ×        stm32f103% O1 Y8 K  B" C1 E2 t  Q
2        ×        nrf24模块
& p/ a% W5 O7 b7 L1        ×        锂电池3s 2200毫安$ C6 r. i0 u: Z) O2 L5 B& J  G
1        ×        锂电池1s 1500毫安4 _. @" d' G2 G$ P* D
1        ×        RC遥控器外壳( s5 N  ]- L) a: G# W- r
1        ×        ili9341显示器320 x240
/ V1 F, R, h9 h% s2        ×        3.3v稳压
% s1 I' F& ^' q) V+ a$ w3 ^1        ×        按键,导线,洞洞板
0 _+ R2 U6 Y( R7 v4 L5        ×        HC-sr04) W5 }6 X, u0 s! @

' \# ?$ G, W' `4 A" X5 \0 N- U0 S) q; U1 U" h/ @2 c7 I3 s
首次飞行
8 H6 f3 G/ d' f, M5 V- ^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。! b( B! n# g- X2 Y! Z" Z$ A
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。
3 n6 A) r5 G! K! q% s* r5 |( w% n9 M/ S
  s9 ~% G. d4 z5 C" _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。. I8 n! A/ 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。! j; d0 J. a2 Q0 S
: J* g  F/ _5 M( \* Y+ \) D
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。
7 j: o. w4 }! U3 B2 t
+ L0 n- c9 U0 E6 N更多的测试* r3 v/ q& }2 ]7 N) |: I
经过几次飞行后,很明显超声波传感器有问题。3 Z- N- L9 Y) A$ _, b7 u3 b$ U
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。; ~. Y: k, ^! W6 f3 T$ j9 V5 @
经过一点研究,我找到了这篇论文6 v1 K: M1 J  s8 T( J: D; J6 d7 z
7 W1 ~% a& Y9 O# `4 k( t% t1 Q
5 f' P/ Y& \; {& Z
这证实了我的猜测。; d* x$ y! L7 z# g% @
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。( I; ?; e* \+ E- w" z

- Z3 f2 `( k, o* g# ^我还刚刚收到了rf24接收器,现在他能从传感器发回数据,6 _1 X/ x. k; G$ u" d4 S* V/ t3 A
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。
- N+ E' W+ J. S2 \! k: d! E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。
8 R$ ?* `6 e6 }6 ~& R- e! e' [! f, F. Z3 w+ _* t' U; O
详细查看超声波传感器
) ?: v: w5 ~/ e/ m- t2 x视频演示
. b; b) l; ^+ W9 m3 E0 L7 Y8 s4 Z7 S# i# ^$ |) p
初步结果
% e% F8 k0 {/ K8 v7 \# r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。! ?0 C. e1 A$ \! B3 [
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。7 k0 E  N2 l* o
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。; K% M: ?$ a9 [6 n

* q9 F% d& g8 K" t' c% {9 x- S. P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。& X$ R) A8 o: y+ V: u& e
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。1 h* \; m+ [' c3 N9 Y7 Z
1.jpg   f& V5 L7 T7 n8 \2 H; B$ ]$ N) c
PPS :每秒发送的数据包,RCV接收的传感器值以厘米为单位
' y, }1 h$ Q) U" y
8 ]' c, ?2 q, o- T$ v9 |9 L2 ?  O0 o. \$ b: h

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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
; O5 A  u2 P2 t/ w# @  H- B
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