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1、 参赛队伍：乐恩竞技者一、四轴飞行器飞行原理一、四轴飞行器飞行原理 四旋翼飞行器通过调整四个电机转速来变更旋翼转速，实现升力的变更，从而限制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。二、四轴飞行器具体方案二、四轴飞行器具体方案无人飞行器接受四旋翼飞行器，系统主要由stm32限制模块、姿态采集模块、电源模块、电机驱动模块、超声波测距模块和CCD图像处理模块等七部分组成，接受十字型飞行模式。整套系统运行模式流程主要是：首先飞行器装载启动，自动定高沿着场地中间白色界线向前匀速飞行。飞行至场地底部边线后，切换飞行模式，
2、CCD相机对目标进行识别，然后将所载的乒乓球投到相应的盒子里。最终原路返航至起点进行下一次装载投掷。控制系统的选择方案控制系统的选择方案1飞行姿态控制方案飞行姿态控制方案2角度测量模块的方案角度测量模块的方案3 3CCD相机图像识别的方案相机图像识别的方案4 42.12.1限制系统的选择方案限制系统的选择方案主控板运用主控板运用stm32stm32。Stm32Stm32板子的板子的I/OI/O口很多，自带定时器和多路口很多，自带定时器和多路PWMPWM，可以实现的功能较多，符合试验要求。，可以实现的功能较多，符合试验要求。Stm32Stm32迷你板在体积和重迷你板在体积和重量上也不是很大，对飞
3、机的载重量要求不是很高。量上也不是很大，对飞机的载重量要求不是很高。2.22.2飞行姿态限制方案飞行姿态限制方案十字飞行方式。四轴的四个电机以十字飞行方式。四轴的四个电机以十字的方式排列，十字的方式排列，x x轴和轴和y y轴成直角，轴成直角，调整俯仰角和翻滚角的时候分开调调整俯仰角和翻滚角的时候分开调整，角度融合简洁，适合初学者，整，角度融合简洁，适合初学者，能明确头尾，飞行时机体动作精准，能明确头尾，飞行时机体动作精准，飞控起来也简洁。飞控起来也简洁。鉴于我们是初鉴于我们是初次设计，所以选择了十字飞行方式。次设计，所以选择了十字飞行方式。2.3角度测量模块的方案MPU6050三轴陀螺仪。M
4、PU6050三轴陀螺仪就是可以在同一时间内测量三个不同方向的加速度、角速度、角度。单轴的话，就只可以测定一个方向的量，那么一个三轴陀螺就可以代替三个单轴陀螺。它现在已经成为激光陀螺的发展趋向，具有牢靠性很好、结构简洁不困难、重量很轻和体积很小等等特点，但是其输出数据须要大量的浮点预算才能保证较高的精度，这样会影响主控板对最终的姿态限制的响应速率。2.4 CCD相机图像识别的方案运用彩色摄像头，由于红线和地面颜色不同，通过颜色的不同进行红线提取。基本思路和第一种有相像之处，但是效果更好，但是处理的数据量较第一种方案要多，采集速度须要提高，因此运用DMA快速读取，这样不占据CPU时间，提高效率。同
5、时降低图像大小，接受QQVGA（120*160）图像格式，这样能够削减图像处理的时间，提高效率。三、技术路途及可行性分析三、技术路途及可行性分析3.13.1系统的整体结构图系统的整体结构图3.2 PID3.2 PID限制算法分析限制算法分析 由于四旋翼飞行器由四路电机，带动两对反向螺旋桨由于四旋翼飞行器由四路电机，带动两对反向螺旋桨来产生推力，所以如何保证电机在平稳悬浮或上升状态时转速的一来产生推力，所以如何保证电机在平稳悬浮或上升状态时转速的一样性，及不同动作时各个电机转速的比例关系，是飞行器依据期望样性，及不同动作时各个电机转速的比例关系，是飞行器依据期望姿态飞行的关键。所以这里我们接受到
6、姿态飞行的关键。所以这里我们接受到pidpid限制理论把飞机的当前限制理论把飞机的当前姿态调整到期望姿态。姿态调整到期望姿态。比例积分微分被控对象r(t)e(t)u(t)C(t)_四、拟解决的问题1.在保证平安的条件下尽量的提高车四轴飞行器的速度。2.提出更高效的算法，使飞行器能更加稳定而快速行驶。3.CCD相机对采集图像的数据处理的算法以及反馈给主控芯片的速度。五、特色与创新点五、特色与创新点 本方案的特色是提出了运用彩色本方案的特色是提出了运用彩色摄摄像像头头，通，通过绿过绿色地面与色地面与外界白色重量的不同运用特殊的算法，将白外界白色重量的不同运用特殊的算法，将白线线信息从的信息从的图图
7、像中像中提取出来。限制提取出来。限制飞飞行路途。以及彩色行路途。以及彩色摄摄像像头对头对目目标标彩色盒子的彩色盒子的采集采集识别识别。六、时间与进度支配六、时间与进度支配时间时间 进度安排进度安排2016.42016.5.1查阅相关书籍和文献资料，了解研究背景，明确研究内容，了解研究所需学习的理论基础知识和掌握设计中需要应用的软件操作.整套系统的各模块硬件设计，以及组装。2016.5.12016.6对整个系统的各个模块进行编程及其模拟、实际测试。七、经费预算七、经费预算科目科目F450机架摄像头摄像头固定夹和支架飞行控制板制作图像处理模块制作螺旋桨*4超声波测距模块舵机载物装置电源等其他配件估计合计 经费金额（单位：元）经费金额（单位：元）503020100100453020150600元以上 感谢观看！感谢观看！