关于“基于Arduino的开源可拓展四轴无人机”的进度报告
小丛雨天下第一2023/07/16原创 航空技术电子技术 IP:江苏

项目计划及背景

    本人于一年前向科创提交了该项目,并申请了资金援助,意在建立一套“全套的开源无人机系统”。 首先,我要对我没有能按时完成该项目表示诚挚的歉意。我知道这给科创论坛以及不少关注该项目的人造成了很大的不便和困扰,我深感抱歉。 

    对于项目没有按时完成,主要有两个原因

    首先,在项目的进行中,我遇到了不少之前没有考虑到的问题,并且在项目逐步推进时,我发现自己的能力离独立“建立‘全套的开源无人机系统’”还差了很远。在对无人机进行数学建模以完成飞控的编写时,由于无法完成动力学的分析,不得不从头开始学习部分动力学知识。PID控制程序的编写、无人机震动导致的姿态传感器噪声等也让我头疼不已。

    其次,由于高考的逐步临近,学习任务逐渐加重,没有足够的时间和精力来专注于项目。遇到的不少坎一连几个月也没能解决,严重拖慢了项目的进度。

 

本项目分四个阶段完成。具体如下:
- 第一阶段:完成基本模块的分析与采购,确定各功能实施的技术方法,搭建PID测试平台,完成无人机的组装。
- 第二阶段:对无人机各模块进行初步开发。主要包括姿态传感器的数据读取、通讯模块的程序编写、上位机的图形化界面与程序的编写。

- 第三阶段:将各模块进行整合,进行静态测试。将无人机于地面测试平台上进行测试,检验程序能否正常进行。

- 第四阶段:通过上位机远程操控无人机进行飞行测试。

 

目前,本项目已经基本完成了第一阶段和第二阶段的工作,正在进行第三、第四阶段的工作。具体情况如下:

- 第一阶段的工作由于技术含量不高,在此不进行过多赘述。
- 第二阶段中,将姿态传感器、通讯模块、电调单独进行了程序的设计,独自运行下表现良好。上位 机完成了基本的“壳子”开发,有图形化界面,并且可以与Arduino与通讯模块进行联通。但是具体的“输入并发送信息”的程序还需进一步开发,目前无法正常进行。

- 在第三阶段,将无人机各模块进行组装,并固定在地面测试模块上,对姿态传感器、PID控制、电调控制、通讯模块等进行总体测试。在地面测试中,出现了众多意料之外的情况。如电机的抖动导致姿态传感器的数据有大量的噪音——数据反复跳动,难以获得准确的读数。以及似乎由于高温导致了电调的烧毁,不得已更换为盈通的电调。但该阶段依然取得了部分成果,完成了电机转速随无人机姿态进行改变,以及自动完成电调初始化等工作。并且在这一阶段中,对飞控程序进行了大幅的修改,具体的修改可以在GitHub中看到。

 

项目开发过程中的部分影相

305_1689439946.mp4 点击下载

302_1689439857.mp4 点击下载

姿态传感器单独测试


306_1689441855.mp4 点击下载

激光测距仪单独测试


307_1689442507.mp4 点击下载

图传模块单独测试


截屏2023-07-16 01.34.15.png

上位机开发界面


300_1689439791.mp4 点击下载

根据俯仰角改变电机转速


301_1689439798.mp4 点击下载

飞控自动对电调进行初始化——设定PWM区间


303_1689439862.mp4 点击下载

静态测试地面测试平台


304_1689439917.mp4 点击下载

上测试平台后读取传感器数据测试

image.png

测试平台及无人机总体照片


后续的计划

    由于即将进入高三,今年8月8号后的时间将很难用于项目的开发。因而,我希望将项目延期至8月8日前完成。我在接下来的时间将尽力完成项目的开发,尽可能让科创论坛和所有支持我的人不失望。
目前,无人机的基本框架已经建设完成。剩下来比较艰巨的任务还有:PID的调参、上位机的程序改进以及最后的试飞。若是项目有进展,我将及时向科创论坛进行报告,并尽量在今年8月8日前完成结题报告。


    在最后,我再次对我的延误表示歉意。欢迎科创论坛的各位朋友批评与指正,并且感谢科创论坛对我的项目的支持和信任。


[修改于 1年0个月前 - 2023/07/16 01:48:47]

来自:航空航天 / 航空技术电子信息 / 电子技术动手实践:实验报导
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~~空空如也
The_integral_of_ix
1年0个月前 IP:山东
922785

加油加油

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李成儒
1年0个月前 IP:山西
922789

加油!!!


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warmonkey
1年0个月前 IP:广东
922790

没必要从头造轮子,改造利用已有的飞控软件是个更经济的选项。

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阿西莫
1年0个月前 IP:广东
922830

很佩服你作为一个高中生的动手能力👍

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smith
1年0个月前 IP:广东
922842

轴距太大了,一上来就是F450, 如果换成小轴距机架,不管调试和自稳都好弄很多


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佩克利姆
11个月18天前 修改于 11个月17天前 IP:浙江
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加油加油!

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全桥整流
6个月21天前 IP:广东
927880

请问您项目的上位机是使用什么软件编写的

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小丛雨天下第一作者
6个月8天前 IP:江苏
928183
引用全桥整流发表于7楼的内容
请问您项目的上位机是使用什么软件编写的

你好,用的是Visual Studio中的.NET FrameWork框架

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