基于stm32的多旋翼无人机(Multi-rotor UAV based on stm32)
在现代无人机技术中,多旋翼无人机因其稳定性和操控性而受到广泛应用。STM32微控制器因其强大的处理能力和丰富的外设接口,成为实现多旋翼无人机控制的理想选择。本文将详细介绍如何基于STM32实现多旋翼无人机的控制,包括硬件设计、软件设计和控制算法。
1. 硬件设计
多旋翼无人机的硬件设计包括以下几个关键部分:
- 微控制器:选择STM32系列微控制器,考虑其处理能力、内存大小、外设接口等因素。
- 电源电路:设计电源电路,包括电池、稳压器、电源监控等。
- 传感器集成:集成IMU(惯性测量单元)、气压计、GPS等传感器,并设计合适的接口电路。
- 电机驱动电路:设计电机驱动电路,确保电机稳定运行。
2. 软件设计
软件设计涉及以下几个方面:
- Bootloader:编写Bootloader以支持固件的升级。
- 传感器驱动:开发传感器的驱动程序,实现数据的采集。
- 数据处理:实现数据融合算法,如卡尔曼滤波,以提高传感器数据的准确性。
- 控制算法:实现PID控制算法,用于无人机的姿态控制。
- 通信协议:实现Mavlink或其他通信协议,用于数据传输。
- 用户接口:设计遥控器或地面站的接口,用于控制和监控无人机。
3. 控制算法
3.1 姿态控制
使用PID算法控制无人机的俯仰、横滚和偏航。以下是姿态控制的简化代码示例:
// PID控制结构体
typedef struct {float Kp;float Ki;float Kd;float integral;float prev_error;
} PID;// PID控制函数
void PID_Compute(PID *pid, float setpoint, float measured_value) {float error = setpoint - measured_value;pid->integral += error;float derivative = error - pid->prev_error;float output = pid->Kp * error + pid->Ki * pid->integral + pid->Kd * derivative;// 饱和输出if (output > MAX_OUTPUT) output = MAX_OUTPUT;else if (output < -MAX_OUTPUT) output = -MAX_OUTPUT;pid->prev_error = error;// 应用控制输出到电机control_motors(output);
}
3.2 角速度控制
角速度控制是姿态控制的下一个环节,它将姿态控制的输出转换为电机的控制信号。以下是角速度控制的简化代码示例:
void attitudeRatePID(Axis3f *actualRate, attitude_t *desiredRate, control_t *output) {// 角速度环 PIDoutput->roll = pidOutLimit(pidUpdate(&pidRateRoll, desiredRate->roll - actualRate->x));output->pitch = pidOutLimit(pidUpdate(&pidRatePitch, desiredRate->pitch - actualRate->y));output->yaw = pidOutLimit(pidUpdate(&pidRateYaw, desiredRate->yaw - actualRate->z));
}
3.3 姿态控制量和油门值整合
整合姿态控制量和油门值,以控制电机的转速。以下是整合控制的简化代码示例:
void powerControl(control_t *control) {s16 r = control->roll / 2.0f;s16 p = control->pitch / 2.0f;motorPWM.m1 = limitThrust(control->thrust - r - p + control->yaw);motorPWM.m2 = limitThrust(control->thrust - r + p - control->yaw);motorPWM.m3 = limitThrust(control->thrust + r + p + control->yaw);motorPWM.m4 = limitThrust(control->thrust + r - p - control->yaw);if (motorSetEnable) {motorPWM = motorPWMSet;}motorsSetRatio(MOTOR_M1, motorPWM.m1);motorsSetRatio(MOTOR_M2, motorPWM.m2);motorsSetRatio(MOTOR_M3, motorPWM.m3);motorsSetRatio(MOTOR_M4, motorPWM.m4);
}
4. 注意事项
- 传感器校准:确保所有传感器都经过精确校准,以提供准确的数据。
- 控制参数调整:PID参数需要根据实际飞行情况进行调整,以达到最佳的控制效果。
- 电源管理:合理设计电源电路,确保无人机在飞行过程中电源稳定。
通过上述步骤,我们可以基于STM32实现多旋翼无人机的控制,包括姿态控制、角速度控制和电机控制。这为开发高性能无人机提供了坚实的基础。
✅作者简介:热爱科研的嵌入式开发者,修心和技术同步精进
❤欢迎关注我的知乎:对error视而不见
代码获取、问题探讨及文章转载可私信。
☁ 愿你的生命中有够多的云翳,来造就一个美丽的黄昏。
🍎获取更多嵌入式资料可点击链接进群领取,谢谢支持!👇
点击领取更多详细资料
相关文章:
基于stm32的多旋翼无人机(Multi-rotor UAV based on stm32)
在现代无人机技术中,多旋翼无人机因其稳定性和操控性而受到广泛应用。STM32微控制器因其强大的处理能力和丰富的外设接口,成为实现多旋翼无人机控制的理想选择。本文将详细介绍如何基于STM32实现多旋翼无人机的控制,包括硬件设计、软件设计和…...
第二十四章 v-model原理及v-model简化表单类组件封装
目录 一、v-model 原理 二、表单类组件封装 三、v-model简化组件封装代码 一、v-model 原理 原理:v-model本质上是一个语法糖。例如应用在输入框上,就是 value属性 和 input事件 的合写。 作用:提供数据的双向绑定 ① 数据变&#x…...
Java基于SpringBoot 的校园外卖点餐平台微信小程序(附源码,文档)
大家好,我是Java徐师兄,今天为大家带来的是Java基于SpringBoot 的校园外卖点餐平台微信小程序。该系统采用 Java 语言 开发,MySql 作为数据库,系统功能完善 ,实用性强 ,可供大学生实战项目参考使用。 博主介…...
细说STM32单片机USART中断收发RTC实时时间并改善其鲁棒性的方法
目录 一、工程目的 1、 目标 2、通讯协议及应对错误指令的处理目标 二、工程设置 三、程序改进 四、下载与调试 1、合规的指令 2、 proBuffer[0]不是# 3、proBuffer[4]不是; 4、指令长度小于5 5、指令长度大于5 6、proBuffer[2]或proBuffer[3]不是数字 7、;位于p…...
无人机场景 - 目标检测数据集 - 夜间车辆检测数据集下载「包含VOC、COCO、YOLO三种格式」
数据集介绍:无人机场景夜间车辆检测数据集,真实场景高质量图片数据,涉及场景丰富,比如夜间无人机场景城市道路行驶车辆图片、夜间无人机场景城市道边停车车辆图片、夜间无人机场景停车场车辆图片、夜间无人机场景小区车辆图片、夜…...
Dubbo 构建高效分布式服务架构
一、引言 随着软件系统的复杂性不断增加,传统的单体架构已经难以满足大规模业务的需求。分布式系统架构通过将系统拆分成多个独立的服务,实现了更好的可扩展性、可维护性和高可用性。在分布式系统中,服务之间的通信和协调是一个关键问题&…...
Unity XR Interaction Toolkit 开发教程(1):OpenXR 与 XRI 概述【3.0 以上版本】
文章目录 📕Unity XR 开发架构🔍底层插件(对接硬件)🔍高层 SDK(面向应用交互层) 📕OpenXR📕XR Interaction Toolkit🔍特点🔍XRI 能够实现的交互类…...
自扶正救生艇,保障水上救援的安全卫士_鼎跃安全
在应急事件中,自扶正救生艇能够发挥关键的救援和保障作用,确保救援人员和被困人员的生命安全,尤其在极端天气或突发水上事故中展现出明显优势。 在救援过程中如果遭遇翻船,救生艇能够迅速恢复正常姿态,确保救援人员不会…...
《Qwen2-VL》论文精读【下】:发表于2024年10月 Qwen2-VL 迅速崛起 | 性能与GPT-4o和Claude3.5相当
1 前言 《Qwen2-VL》论文精读【上】:发表于2024年10月 Qwen2-VL 迅速崛起 | 性能与GPT-4o和Claude3.5相当 上回详细分析了Qwen2-VL的论文摘要、引言、实验,下面继续精读Qwen2-VL的方法部分。 文章目录 1 前言2 方法2.1 Model Architecture2.2 改进措施2…...
WebSocket消息帧的组成结构
WebSocket消息帧是WebSocket协议中的一个基本单位,它定义了数据在客户端和服务器之间传递的格式。每个数据帧包含了不同类型的数据和各种控制信息。以下是WebSocket消息帧的组成结构: WebSocket 帧结构 FIN、RSV1、RSV2、RSV3 和 opcode(第一…...
如何利用低代码开源框架实现高效开发?
随着数字化转型步伐的加快,越来越多的企业开始关注提高软件开发效率的方法。低代码平台因其能够大幅减少编码量而受到欢迎,而开源框架则因其灵活性和社区支持成为开发者的首选。如何利用低代码开源框架实现高效开发,成为许多企业和开发者面临…...
使用 RabbitMQ 有什么好处?
大家好,我是锋哥。今天分享关于【使用 RabbitMQ 有什么好处?】面试题。希望对大家有帮助; 使用 RabbitMQ 有什么好处? 1000道 互联网大厂Java工程师 精选面试题-Java资源分享网 RabbitMQ 是一种流行的开源消息代理,广…...
机器学习周报(RNN的梯度消失和LSTM缓解梯度消失公式推导)
文章目录 摘要Abstract 1 RNN的梯度消失问题2 LSTM缓解梯度消失总结 摘要 在深度学习领域,循环神经网络(Recurrent Neural Network, RNN)被广泛应用于处理序列数据,特别是在自然语言处理、时间序列预测等任务中。然而,…...
一篇文章理解前端中的 File 和 Blob
概述: js处理文件、二进制数据和数据转换的时候,提供了一些API和对象,例如:File、Blob、FileReader、ArraryBuffer、Base64、Object URL 和 DataURL。现在主要介绍File和Blob这两个对象。 1.Blob介绍 在js中,Blob&am…...
串口屏控制的自动滑轨(未完工)
序言 疫情期间自己制作了一个自动滑轨,基于无线遥控的,但是整体太大了,非常不方便携带,所以重新设计了一个新的,以2020铝型材做导轨的滑轨,目前2020做滑轨已经很成熟了,配件也都非常便宜&#x…...
DFA算法实现敏感词过滤
DFA算法实现敏感词过滤 需求:检测一段文本中是否含有敏感词。 比如检测一段文本中是否含有:“滚蛋”,“滚蛋吧你”,“有病”, 可使用的方法有: 遍历敏感词,判断文本中是否含有这个敏感词。 …...
Python自动化运维:技能掌握与快速入门指南
#编程小白如何成为大神?大学生的最佳入门攻略# 在当今快速发展的IT行业中,Python自动化运维已经成为了一个不可或缺的技能。本文将为您详细介绍Python自动化运维所需的技能,并提供快速入门的资源,帮助您迅速掌握这一领域。 必备…...
在linux系统中安装pygtftk软件
1.下载和安装 网址: https://dputhier.github.io/pygtftk/index.html ## 手动安装 git clone http://gitgithub.com:dputhier/pygtftk.git pygtftk cd pygtftk # Check your Python version (>3.8,<3.9) pip install -r requirements.txt python setup.py in…...
decodeURIComponentSafe转义%问题记录URI malformed
decodeURIComponentSafe转义%问题记录 问题背景 当我们解析包涵 % 字符的字符串时,会出现错误如下 Uncaught URIError: URI malformed 解决方案: function decodeURIComponentSafe(s) {if (!s) {return s;}return decodeURIComponent(s.replace(/%(?…...
自由学习记录(18)
动画事件的碰撞器触发 Physics 类的常用方法 RaycastHit hit; if (Physics.Raycast(origin, direction, out hit, maxDistance)) {Debug.Log("Hit: " hit.collider.name); } Physics.Raycast:从指定点向某个方向发射射线,检测是否与碰撞体…...
树莓派超全系列教程文档--(62)使用rpicam-app通过网络流式传输视频
使用rpicam-app通过网络流式传输视频 使用 rpicam-app 通过网络流式传输视频UDPTCPRTSPlibavGStreamerRTPlibcamerasrc GStreamer 元素 文章来源: http://raspberry.dns8844.cn/documentation 原文网址 使用 rpicam-app 通过网络流式传输视频 本节介绍来自 rpica…...
微软PowerBI考试 PL300-选择 Power BI 模型框架【附练习数据】
微软PowerBI考试 PL300-选择 Power BI 模型框架 20 多年来,Microsoft 持续对企业商业智能 (BI) 进行大量投资。 Azure Analysis Services (AAS) 和 SQL Server Analysis Services (SSAS) 基于无数企业使用的成熟的 BI 数据建模技术。 同样的技术也是 Power BI 数据…...
Cesium1.95中高性能加载1500个点
一、基本方式: 图标使用.png比.svg性能要好 <template><div id"cesiumContainer"></div><div class"toolbar"><button id"resetButton">重新生成点</button><span id"countDisplay&qu…...
Vue2 第一节_Vue2上手_插值表达式{{}}_访问数据和修改数据_Vue开发者工具
文章目录 1.Vue2上手-如何创建一个Vue实例,进行初始化渲染2. 插值表达式{{}}3. 访问数据和修改数据4. vue响应式5. Vue开发者工具--方便调试 1.Vue2上手-如何创建一个Vue实例,进行初始化渲染 准备容器引包创建Vue实例 new Vue()指定配置项 ->渲染数据 准备一个容器,例如: …...
cf2117E
原题链接:https://codeforces.com/contest/2117/problem/E 题目背景: 给定两个数组a,b,可以执行多次以下操作:选择 i (1 < i < n - 1),并设置 或,也可以在执行上述操作前执行一次删除任意 和 。求…...
生成 Git SSH 证书
🔑 1. 生成 SSH 密钥对 在终端(Windows 使用 Git Bash,Mac/Linux 使用 Terminal)执行命令: ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "your_emailexample.com" 参数说明: -t rsa&#x…...
Axios请求超时重发机制
Axios 超时重新请求实现方案 在 Axios 中实现超时重新请求可以通过以下几种方式: 1. 使用拦截器实现自动重试 import axios from axios;// 创建axios实例 const instance axios.create();// 设置超时时间 instance.defaults.timeout 5000;// 最大重试次数 cons…...
06 Deep learning神经网络编程基础 激活函数 --吴恩达
深度学习激活函数详解 一、核心作用 引入非线性:使神经网络可学习复杂模式控制输出范围:如Sigmoid将输出限制在(0,1)梯度传递:影响反向传播的稳定性二、常见类型及数学表达 Sigmoid σ ( x ) = 1 1 +...
如何理解 IP 数据报中的 TTL?
目录 前言理解 前言 面试灵魂一问:说说对 IP 数据报中 TTL 的理解?我们都知道,IP 数据报由首部和数据两部分组成,首部又分为两部分:固定部分和可变部分,共占 20 字节,而即将讨论的 TTL 就位于首…...
管理学院权限管理系统开发总结
文章目录 🎓 管理学院权限管理系统开发总结 - 现代化Web应用实践之路📝 项目概述🏗️ 技术架构设计后端技术栈前端技术栈 💡 核心功能特性1. 用户管理模块2. 权限管理系统3. 统计报表功能4. 用户体验优化 🗄️ 数据库设…...
