基于紅外及偏振光傳感器的飛行測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、本文首先分析天空紅外分布規(guī)律，并以此為依據(jù)設(shè)計(jì)并制作了紅外姿態(tài)傳感器;結(jié)合紅外及偏振光傳感器對(duì)載體姿態(tài)信息的測(cè)量為依據(jù)，以飛行器基本控制理論為背景搭建無(wú)人機(jī)飛行測(cè)試平臺(tái)，完成對(duì)紅外及偏振光傳感器飛行測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　飛行測(cè)試平臺(tái)整個(gè)系統(tǒng)首先研究硬件部分，將硬件部分分成六大部分，即電源、處理器、傳感器、遙控接收機(jī)、電臺(tái)和舵機(jī)控制;其中，電源部分統(tǒng)一供電，通過(guò)電壓轉(zhuǎn)化供所有器件使用;處理器包括對(duì)所有傳感器的信號(hào)處理、遙控信號(hào)

2、接收處理、電臺(tái)信息傳輸及舵機(jī)信號(hào)控制等;傳感器包括GPS、偏振光傳感器、紅外姿態(tài)傳感器等所有器件的信號(hào)采集及初次處理;遙控接收機(jī)實(shí)現(xiàn)飛行器手動(dòng)飛行的信號(hào)控制;電臺(tái)部分對(duì)飛行器整個(gè)飛行過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);舵機(jī)主要是控制及穩(wěn)定飛行器準(zhǔn)確飛行。
　　以STM32處理器作為本文飛行測(cè)試平臺(tái)軟件部分的核心，STM32處理器內(nèi)置功能強(qiáng)大的I2C、SPI、及USART等接口，可用于完成對(duì)多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)采集、GPS信號(hào)的接收、地面遙控信號(hào)的接收、地面

3、站電臺(tái)發(fā)送的數(shù)據(jù)接收以及相關(guān)信號(hào)的解碼，同時(shí)整個(gè)過(guò)程需要使用定時(shí)器的中斷功能，保證多個(gè)數(shù)據(jù)間的有效傳輸。
　　控制算法部分，首先引入不同坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換余弦矩陣，進(jìn)行微分處理，微分處理后的方程可通過(guò)傳感器測(cè)量信息實(shí)時(shí)更新，合理解算后能得到下一時(shí)刻最新的姿態(tài)角。通過(guò)紅外姿態(tài)傳感器對(duì)方向余弦矩陣進(jìn)行更新，參考陀螺儀和加速度計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而求解出姿態(tài)角。簡(jiǎn)要介紹飛行控制下的PID控制理論，設(shè)計(jì)出飛行器水平姿態(tài)、航向信息及高度信息