• 二、全国大学生电子设计竞赛测控(无人机)方向___赛题分析


    关于参加全国电赛后的两份报告,基础篇介绍了电赛流程、四轴飞行器入门知识、分享资料,赛题分析篇介绍了飞控程序、比赛经验、历年赛题讲解等:

    一、全国大学生电子设计竞赛测控(无人机)方向___基础篇

    二、全国大学生电子设计竞赛测控(无人机)方向___赛题分析

    1.电赛无人机赛题概况
    2.无人机软硬件基础
    3.历年赛题介绍和思路
    4.准备建议
    5.其他

    1. 电赛无人机赛题概况

    从 2013 年开始每一年的电子设计竞赛都会出现一道无人机相关的赛题(除 2016 年),近几年的无人机赛题基本都是与视觉和自主飞行有关,2019 年国赛出现了现场编程题目测控,偏软件设计且代码量大(对代码的理解很重要),注重前期准备和积累。

    2. 无人机软硬件基础

    四旋翼飞行器赛题的关键是对控制飞行器的姿态,在什么时候应该以什么高度和速度飞行,实现这种控制的方法是用飞控输出不同占空比的 PWM 信号控制四个电机转速,从而让飞行器完成垂直运动、俯仰运动、横滚运动和偏航运动。

    硬件:

    机架(330)
    桨叶(8045) 注意安装方法
    电机(2212/1400KV)
    电调(20A)
    保护罩
    航模电池(25C 2200mAh 3S) 电池越多越好
    转接头
    B3 平衡充
    稳压模块
    遥控器/接收机
    飞控(无名、匿名、ACFly)
    光流
    超声波/激光传感器
    磁力计
    蓝牙或者数传
    OpenMV
    JLINK
    杜邦线
    扎带
    魔术贴
    螺丝刀
    *强烈建议购买一副手套
    *不建议自己设计画板,想做硬件的可以先从成品飞控抄板开始(MPU、磁力计、气压计)
    *机头方向标注
    *四个电机进行编号
    *加开关方便断电和上电
    *建议电池使用电压 10.8-12.6V

    软件:

    (1)库函数
    (2)主函数 main:软硬件初始化、while 循环(电池电压测量、地面站、按键、OLED、校
    准、控制参数修改)
    (3)校准 Calibration:加速度计、磁力计、遥控器、电调、机架水平
    (4)指示灯:无人机的状态、模式等
    (5)滤波器:Butterworth、Kalman、Mahony
    (6)按键 Key:显示屏翻页、模式切换等
    (7)通信:Uart、SPI、IIC
    (8)显示屏 OLED:姿态、高度、传感器数据
    (9)PID(重点):无人机控制的核心算法,姿态控制(pitch、roll、yaw)、定高、定点、
    视觉,一般使用串级 PID 控制就可以满足电赛的要求,无人机油门值也是通过基准值加上
    PID 控制量得到的,电机通过相应占空比的 PWM 信号控制转速,需要限幅处理
    (10)遥控器:PPM 信号,解锁和上锁,模式切换等
    (11)定时器和中断:任务转换执行
    (12)高度数据融合:卡尔曼滤波器
    (13)电池电压测量:ADC
    (14)flash:控制参数存储
    (15)OpenMV:python
    (16)传感器:磁力计、陀螺仪和加速度计、光流、气压计、超声波/激光传感器、OpenMV
    *建议在理解了成品飞控代码的基础上二次开发
    *看重点和用到的部分,不建议全部都细看
    *KEIL 软件查找功能的使用
    *地面站的使用:模拟示波器可以看飞控输出调参
    *在程序加入倾角保护
    *看代码时对变量和函数等做一些记录

    3.历年赛题介绍和思路

    当时是口头说的,没有记录下来(不好意思

    4.准备建议

    (1)无人机购买和组装调参(相关资料一定认真看,注重基础积累,不要急于求成),有
    条件的队伍可以准备一架备用机,无人机的稳定性很重要
    (2)利用网络资源学习相关理论(PID,滤波器,姿态解算)
    (3)进行调试时可以在无人机脚架系上绳子
    (4)实飞前拔掉 PWM 信号线使用 Debug 测试
    (5)完成调参首先实现一键起飞
    (6)光流模块定点,有兴趣的同学可以尝试自适应算法
    (7)尝试实现历年赛题练手
    (8)完成各个功能保存、备份、记录修改内容
    (9)垂直起飞、定点降落、航拍(2015/2019)、IO 口(2013/2015/2017/2018/2019)、按键切换任务、按键设置某个参数(2014)、UWB(2017)、巡线(2015/2019)、巡航(2015/2018)、追踪(2017)
    (10)开源地面站使用蓝牙通信修改程序某个参数(2019 年现场编程题)

    5.其他

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