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Pixhawk高原物流无人机+小车配送方式的研究与设计

无人机是物流行业朝自动化、智能化方向发展的典型代表之一,无人机作为一种新型的航空工具,近年来得到了广泛的应用和发展。而无人机物流指的是通过使用无人机技术,为达到物品从供应地到接收地的流通而进行规划和实施的过程,目前在国内外部分地区经过特定的区域规划,无人机物流配送链已大致形成并启用,高原边远牧区空旷无人的地理环境则更适用于无人机飞行、进行物品的配送。总体采用无人机配合小车的组合配送,旨在从一定程度上达到能耗最小化。

基于ROS和Pixhawk飞控自驾仪的无人清扫船研究

本研究旨在探索基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)和Pixhawk飞控自驾仪的无人清扫船的应用。通过结合先进的自动化技术和海洋保护需求,设计了一种全新的无人船系统,旨在提高海洋环境清洁和生物多样性的保护效率。研究采用了遥感和机器视觉技术,实现了船只自主导航和集中式监测控制。实验结果表明,该无人清扫船系统具有良好的性能和可控性,为实现海洋保护目标提供了新的解决方案。

基于PixHawk飞控的四旋翼无人机清洁系统设计

现阶段,大部分高空清洁工作仍采用人工作业的方式,危险系数高,针对这一问题,该文基于PixHawk开源飞控自主设计了四旋翼无人机清洁系统。该系统利用电机带动双滚筒转动,通过雾化喷头进行喷洗,“井”字形水箱减少所载液体晃动对机体重心的影响,同时对PixHawk飞控进行二次开发,以完成航线规划下的清洁任务。结果测试表明,该设计能够对高空外墙以及不规则建筑进行清洁且清洁效果较好。该设计对减少高空清洁行业的人员伤亡、提高清洁效率具有重要意义,并为高空清洁领域提供了新的发展思路。

基于Pixhawk及Arduino高原物流空地配送的研究与设计

近年来,民用无人机的影响和市场不断扩大,无人机的应用也不断深化;同时人们对于物流快递的“最后一公里”的诉求不断强调,物流快递的“最后一公里”存在地形不确定性、环境多变性等特点。首先梳理高原地区的典型应用场景,其次对民用无人机与小车结合进行针对性概述,并分析小车与无人机在各种场景下的预计效果;接着,对无人机在此期间出现的问题进行归纳分析,发现具体问题并对相应方面进行改造;最后对未来高原物流空地配送的发展和实现作出判断和预测。

基于Pixhawk开源飞控项目的无人艇开发

针对Pixhawk开源项目的特点,开发一型基于开源飞控的无人艇平台。首先围绕Pixhawk项目的特点,从硬件框架、软件框架以及MAVLink通信协议3个方面对其进行介绍。通过相关的实船试验,验证了所开发无人艇平台的可行性及有效性。

PIXHAWK开源飞控的多旋翼无人机避障技术研究

针对当前无人机的安全问题,提出一种基于PIXHAWK开源飞控的无人避障控制方法。在PIXHAWK开源飞控中添加了超声波传感器、激光测距仪、电磁传感器,并对不同传感器的信息进行融合,依据无人机与障碍物的距离及遥控器的通道值,解算出无人机远离障碍物的姿态信息,实现多旋翼无人机的避障飞行。实验结果证明,该系统具有价格便宜、控制精度高、安全性能可靠的特点,在无人机安全飞行领域具有一定的应用价值。

Odroid与Pixhawk平台的飞行控制系统研究及应用

针对Pixhawk飞控微处理器难以进行大规模运算的问题,将Odroid处理器与Pixhawk飞控相结合,并进行二次开发。测试结果表明,搭载该飞行控制系统的无人机可实现自主避障、视觉导航,在线航路规划等任务功能。

Pixhawk开源飞控与PC机的无线通信系统设计

介绍了Pixhawk开源飞控的软硬件结构、uORB进程通信机制、MAVLink通信协议,并分析了Pixhawk飞控的MAVLink报文发送过程。本文实现了PC机与FPV数传之间的USB底层通信程序,通过FPV数传实现了Pixhawk飞控与PC机之间的无线通信功能,并实现了PC机对Pixhawk飞控发送的MAVLink报文的接收和解析程序。实验结果表明,本文开发的PC机程序能有效解析出MAVLink报文中Pixhawk飞控的姿态数据。本文首次公开了一种PC机与FPV数传之间USB底层通信的具体实现方法,并通过切实有效的实验方案验证了其正确性。

基于Pixhawk的四旋翼无人机光流改进算法研究

采用开源Pixhawk四旋翼无人机飞控结合PX4FLOW光流传感器作为硬件平台,分析了原有光流算法采用块匹配法进行光流定位时,自然光及周边环境对块匹配算法的影响较大,特别是在频闪和弱光条件下导致视觉数据偏离理想值较多,会导致无人机飞行不稳定,无法定点悬停的情况,提出了首先采用中值滤波预处理滤除部分噪声,并采用相邻帧比例判定削减频闪光对光流数据的影响;再通过Hessian矩阵阈值处理剔除异常点;最后将改进算法代码通过QGroundControl刷写四旋翼无人机固件后进行真机飞行实验,实验结果表明,改进的光流算法能够有效解决问题。

基于Pixhawk飞控的四轴飞行器编队控制分析

在单架四轴飞行器稳定飞行的基础上,对飞行编队的控制策略进行研究。在整个过程中,分析四轴飞行器的飞行原理,研究飞行控制与导航方法,通过强大的开源飞控平台和稳定的算法运算,保证单架飞行系统稳定。采用“集中式”通信方式,利用XBee模块远程通信的稳定性高、实时性好、抗干扰性强的优点完成四轴飞行器间的数据链交换。针对软硬件两个方面进行设计,完成基于领航-跟随的编队飞行控制的分析总结,最后通过实际飞行实验进行验证。

基于PIXHAWK构架的高可靠性飞控研究与设计

由于标准型PIXHAWK飞控的可靠性较差,难以应用到安全级别较高的工业无人机上。经研究,可以从连接可靠性、传感器稳定性、供电可靠性三方面提高飞控的可靠性:通过重新设计飞控结构以提高连接可靠性;通过提供恒定工作温度以提高传感器稳定性;通过增加线性电源以提高供电可靠性。经过长期飞行测试后表明,改进型PIXHAWK飞控的可靠性得到大幅较高,满足工业无人机的可靠性要求。

Pixhawk飞控在无人机中的应用研究

飞行控制器(飞控)作为无人机的控制大脑,是无人机能保持稳定飞行姿态的核心部件,Pixhawk飞控是一款性能优良的开源飞控,因其性能稳定、通用性强以及价格低廉等优势得到了广泛的应用。本文以Pixhawk飞控为研究对象,对在无人机调试中的故障成因、功能应用等问题进行研究,给使用者提供一定的参考价值。

基于Pixhawk的视觉导航农用无人机

针对当前农用无人机作业范围较广,无法实现人工准确定位作业,本文提出一种基于pixhawk开源无人机,依靠飞行工作区设立的识别标志,运用视觉导航实现自主飞行的视觉导航农用无人机。该无人机以pixhawk为基础,加入Open Mv、农业设备以及控制芯片共同实现自主导航和农用的双重功能。

基于Raspberry Pi和pixhawk的四轴无人机设计

Raspberry Pi和pixhawk结合的无人机平台在性能和功耗上都非常优秀,本文着重研究如何通过Raspberry Pi 4B板载计算机和pixhawk 4飞控打造一个高性能、低功耗的感知无人机,通过搭载的板载计算机实现室内建图定位。

Pixhawk开源飞控项目概述及其航空应用展望

随着近几年无人机的快速发展,Pixhawk开源飞控项目引起广泛关注。该项目被大量应用于各类微小型无人机飞行控制以及智能避障、机器视觉等人工智能技术中。主要围绕Pixhawk项目的由来及相关软硬件技术特点进行了探讨。从软件框架、通讯机制、MAVLink协议、Nutt X实时操作系统以及控制策略五个方面展开了讨论,并对Pixhawk开源飞控在飞行器气动弹性和气动布局验证等航空应用研究上进行了初步展望。

四旋翼无人机自主飞行平台的设计

为实现四旋翼无人机的自主路径飞行,提出了在无GPS信号环境下基于光流传感器和激光测距仪的四旋翼无人机自主飞行平台设计方法。所搭建能适用于室内外环境的四旋翼无人机自主飞行平台,是以Pixhawk4飞行控制板为控制核心,以树莓派作为机载计算机系统的。将北醒TFmini PLUS激光测距仪用于定高控制,将LC-302型光流传感器用于光流定点控制,并在激光定高、光流定点和机载计算机代码控制的基础上进行了软件设计。完成了四旋翼无人机自主路径飞行实验。实验结果表明:采用所提出设计方法让四旋翼无人机基本完成了预设飞行轨迹任务,实现了自主路径飞行。

基于Pixhawk的四旋翼无人机视觉自定位系统研究

针对四旋翼无人机在GPS信号不强或被干扰的区域导致飞行控制失效的故障问题,利用Pixhawk飞控板和视觉传感器采集实时数据并通过数传模块将噪声滤除后的位置信息传递至地面站,再利用射影定理和目标定位方法确定位置参数信息.算法首先运用射影定理对目标点快速定位,再利用定位目标的坐标对四旋翼无人机新状态下的位置坐标进行反向定位,有效避免了基于消隐点单应的摄像机焦距变化导致内部参数的变化问题,经仿真实验表明在自定位的精度和速度上,能够有效结合Pixhawk飞控满足自定位,并能规避摄像标定不准带来的定位误差.

进阶式飞行器控制实验项目设计与实现

飞行器控制系统是一个多输入多输出的复杂非线性系统,为使学生掌握相关控制理论,建立系统工程思想,采用进阶式教学方法设计并开展飞行器控制实验项目。从飞行器建模、机载传感器数据获取与处理、控制器设计、飞行实验验证等环节逐层递进,同时采用虚拟仿真与Pixhawk飞控硬件虚实结合的实验手段,进行飞控系统飞行效果的实验验证。

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。