基于Pixhawk飞控的硬件在环仿真系统设计

Pixhawk飞控在民用无人机(UAV)领域得到广泛应用。为了在Pixhawk飞控上实现硬件在环仿真功能以达到验证飞控飞行性能的目的,设计了基于Pixhawk飞控的四旋翼无人机硬件在环仿真系统。通过构建四旋翼机体模型,实现模型在电机转速信号的驱动下输出位姿数据;位姿数据传输到飞控并重构为模拟传感器数据,飞控内核对传感器数据处理后输出电机转速信号驱动模型飞行,由此构成飞控硬件在环的仿真环路。在测试中使用相同航线进行了仿真飞行与真实飞行,并计算2种飞行模式数据的相关系数,系数普遍高于0.85,表明获得了较为逼真的仿真效果。

基于物联网的无人机仿真与测试系统设计

无人机仿真系统在无人机功能测试、航线校验或算法验证方面发挥着重要的作用。针对目前多数无人机仿真系统普遍存在的缺乏通用性、功能单一等弊端,设计了一套无人机仿真与测试系统。该系统在广泛应用的Pixhawk开源飞控上实现,能够对大量使用Pixhawk飞控的无人机进行硬件在环仿真与真机测试;同时飞行测试数据使用物联网传输与存储,实现了多机与远距离飞行测试。经过仿真与实飞测试,系统的仿真程度较高、功能较完备、便于推广应用。

基于多传感器融合的四旋翼UAV悬停校正

针对四旋翼无人机(UAV)定点悬停时精度低且易受干扰等问题,通过结合多传感器数据融合算法与PID控制算法,设计了一种四旋翼定点悬停的控制方案。系统以STM32F407处理器作为控制核心;通过6轴姿态传感器MPU6050采集陀螺仪数据和加速度数据,经过互补滤波算法融合处理后解算出欧拉角;采用三阶互补滤波算法对激光传感器VL53L1X采集的数据和加速度数据进行融合,计算出高度数据。通过MPU6050解算出的欧拉角补偿光流传感器测量的数据,得到UAV实际水平速度。针对传感器融合后的数据,设计相应的串级PID控制器对UAV姿态和位置进行控制,并搭建实验平台进行验证。结果表明:本文设计的控制方案能够有效提高四旋翼UAV的定点悬停精度,抗干扰能力强且具有较好的鲁棒性。