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本科毕设开源:RTT上实现四轴飞行器的例子

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出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 06:23:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 majianjia1991 于 2014-7-18 13:47 编辑

虽然我的毕设题目是:四轴飞行器的控制,但飞行器的算法都是用最基本的算法。
而让我自己感到更加有价值的部分是如何在RTT上运行一个飞控并较好的协调各个模块的工作,所以我将开源帖子放在RTT板块。

断断续续做了5个月,因为这几年都做类似的东西,所以做起来难度不大,我的目标是够用就行。

主要参数如下:
        空机重量:390g;
        起飞重量(11.1V 2200mAh):550g;
        续航时间:20分钟;
        载重能力:200g;
        悬停力效率:>10g/w

        电机:2206 kv1200
        桨:8043
        单个电机最大推力 290g;

        陀螺仪 MAX21000
        加速度计 ADXL362
        磁阻  HMC5983
        气压计 MS5611

传感器全部使用SPI接口,软件利用RTT的SPI驱动,所以ODR非常高。

陀螺仪ODR         2kHz
姿态解算更新率        1kHz
控制更新率                 1kHz
电调接受更新率        1kHz
(个人觉得以上都不需要那么高)

全机一共9个微控制器,1个STM32F4 其他的STM32F1,全部运行RTT,全部使用CAN BUS 通信。
飞控集成度较高,可以单独完成飞行任务。
拓展模块包括电源板,电调板,各个传感器,PWM解码模块等,因为有了CAN Bus,使用很方便,论文内有详细说明。

电调为自制兼容ESC32的硬件(感谢开源模型兴趣组的群主提供了ESC32的原理图)
软件上在ESC32与硬件之间加入RTT层,劫持了PWM更新函数,从而实现控制数据流使用 飞控<->CANBUS<->RTT<->ESC32 代替了传统的 飞控->PWM->ESC32的过程,降低延迟,提供了反馈。
并以此来实现传统方法无法达到的1k控制更新率(意义不大)。

论文里面提到几个新的思路,包括虚拟终端,大的PCB机架+电路,单总线在四轴上的应用,都是我在以前的制作中,感觉非常不方便后,提出的解决方案,在实际中也帮我省了很多精力去调试。
RTT也在做sensor了,以后做飞机就不那么累了。

图片:















然后是视频:

http://player.youku.com/player.php/sid/XNzIyMTU5MTky/v.swf
视频也将就看吧..剪辑较随便没有花太多心思


以下是论文,PPT,还有各个源代码
论文写得不好,时间有点赶,如果要看的话将就将就..













应要求上传原理图文件,PDF格式


如果需要,请在回帖中说明,如果是我经过理论去推导的,尽量讲解,根据经验给出的,我也只能说说经验。因为这是个比较大的工程,并非所有的算法都是有依据的。
但大部分都没有经过推导,感觉那样就做了。
它帮我拿了校优一等,也算圆满了。

最后感谢莫大提供了这个非常好的交流平台
感谢 AHRS&IMU 算法讨论群的 胡哥,黑条哥,麦兜,张博士(zht9961020),无雪大哥,信爷,FBI,军长,小菜,匿名四轴 等等等等,还有不发粽子的群主  Idolin。
感谢 RTT bernard和aozima的支持。

趁还能编辑,我应该提一下
大神们…把楼留给需要交流的同学吧,虽然不是匿名或者圆点大哥的项目贴,但技术坛多一点交流吧



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(237479882)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 06:50:24 | 显示全部楼层
这是个精华帖  我来抢沙发
(237479093)

出100入101汤圆

发表于 2014-7-18 07:03:33 | 显示全部楼层
canbus的好处是可以多主双向通信。LZ说自己的算法“并非所有的算法都是有依据的”,请教下,和前段时间开源的圆点博士四轴算法区别很大,还是增加了很多功能?
(237478211)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 07:18:15 来自手机 | 显示全部楼层
9核?还RTT!
下到我了!
牛啊!
(237477159)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 07:35:47 | 显示全部楼层
向楼主学习。。
(237475624)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:01:22 | 显示全部楼层
楼主公开一下整个项目用了多少大洋?
(237475326)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:06:20 | 显示全部楼层
这个作品非常不错!
(237475277)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:07:09 | 显示全部楼层
恭喜楼主啊!不错
(237475057)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:10:49 | 显示全部楼层
嘉哥吊炸天啊
(237474727)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:16:19 | 显示全部楼层
要顶下LZ
(237474617)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:18:09 | 显示全部楼层
楼主真心的厉害,赞一个
(237474579)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:18:47 | 显示全部楼层
楼主的能力基本上完爆80%的研究生,弱弱的问 去哪儿高就?
(237474418)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:21:28 | 显示全部楼层
完爆95%的本科生
(237474125)

出0入17汤圆

发表于 2014-7-18 08:26:21 | 显示全部楼层
牛呀,看到楼主的QFN芯片反焊飞线,够创意。
(237473926)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:29:40 | 显示全部楼层
高大上的项目,深圳大疆公司要不请你去是一大损失。
(237473375)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:38:51 | 显示全部楼层
楼主,赞一个
(237472967)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:45:39 | 显示全部楼层
发行套件吧,模型太帅了
(237472660)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:50:46 | 显示全部楼层
RTT 四轴飞行
(237472484)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:53:42 来自手机 | 显示全部楼层
做的很不错,顶楼主
(237472255)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 08:57:31 | 显示全部楼层
楼主 赞一个     
(237472035)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 09:01:11 | 显示全部楼层
本科生  很强悍啊
(237472004)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 09:01:42 | 显示全部楼层
下载了,四轴飞行
(237471894)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 09:03:32 | 显示全部楼层
结构臂设计很有型
(237471227)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 09:14:39 | 显示全部楼层
此贴必火!!!
(237471141)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 09:16:05 | 显示全部楼层
顶           
(237470654)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 09:24:12 | 显示全部楼层
强悍,赞一个。
(237468218)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 10:04:48 | 显示全部楼层
        阿嘉的 力作必须要顶         终于要毕业了     准备出国了吧                                                                                                                        
(237466794)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 10:28:32 | 显示全部楼层
我也是来观摩的,很经典的多系统协同工作的例子
(237466466)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 10:34:00 | 显示全部楼层
围观祝贺!
(237466036)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 10:41:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 sl961102 于 2014-7-18 11:43 编辑

牛,比很多研究生都牛。
(237465839)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 10:44:27 | 显示全部楼层
本科生动手能力这么强。比较少见啊
(237465616)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 10:48:10 | 显示全部楼层
嗯,确实非常不错。
(237465552)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 10:49:14 | 显示全部楼层
一大早看到这么好的帖子。
(237463285)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 11:27:01 | 显示全部楼层
有幸看到过你的飞行器在头上飞过!!!!
(237462999)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 11:31:47 来自手机 | 显示全部楼层
集体来留名
(237462965)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 11:32:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 nongxiaoming 于 2014-7-18 12:10 编辑

阿嘉,很给力啊,顶你~
(237462230)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 11:44:36 | 显示全部楼层
能提供一下原理图吗?设计很复杂
(237461672)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 11:53:54 | 显示全部楼层
不错,楼主费了不少心思
(237461593)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 11:55:13 | 显示全部楼层
楼主nb
(237461532)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 11:56:14 | 显示全部楼层
哇,真不错啊,楼主厉害,真的是完爆许多大学生,研究生啊
(237460936)

出0入8汤圆

发表于 2014-7-18 12:06:10 | 显示全部楼层
确实牛X
(237457142)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-18 13:09:24 | 显示全部楼层
fengyunyu 发表于 2014-7-18 07:03
canbus的好处是可以多主双向通信。LZ说自己的算法“并非所有的算法都是有依据的”,请教下,和前段时间开源 ...

canbus在这上面的应用最突出的就是你所说的双向通信和实时性。
另一个更有趣的是报文是明文传输的,通过这个 可以在外设模块之间产生类似生物本能反应的过程
比如说如果某个报警事件发生,总线上有危险报文,那么所有能发出动静的模块都可以根据自己先前的设定来针对多个或者某个事件做出发声 发光 或者一些动作
当然这种结构在小系统,有统一限定的系统上才可行,大的系统上估计很难协调。这个并非我最初要设计的方向,路过发现野花太香就踩了一脚而已

关于算法,我没有看过他们的,因为我理论不好,如果要研究算法,他们的帖子非常合适
我这就是简单的四元数转欧拉角,简单的互补滤波,简单的PID
(237456964)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-18 13:12:22 | 显示全部楼层
Name_006 发表于 2014-7-18 10:04
阿嘉的 力作必须要顶         终于要毕业了     准备出国了吧                      ...

AHRS&IMU 算法讨论 群主出现! 群主签名链接长期有效
(237456723)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-18 13:16:23 | 显示全部楼层
zyw19987 发表于 2014-7-18 07:18
9核?还RTT!
下到我了!
牛啊!

除了主控以外硬件都是兼容的,下载rtt下去就能跑,所以只建立了一个工程,然后改一下部分代码就可以用了。
所以只相当于有两三个单片机,木有考虑成本所以就乱用了
(237454767)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-18 13:48:59 | 显示全部楼层
hongyancl 发表于 2014-7-18 11:44
能提供一下原理图吗?设计很复杂

更新到LZ位了
(237451453)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 14:44:13 | 显示全部楼层
MARKMARKMARK
(237442797)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 17:08:29 | 显示全部楼层
很给力!
(237437789)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 18:31:57 来自手机 | 显示全部楼层
厉害!!!
(237434767)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 19:22:19 | 显示全部楼层
笔记本上好像是航拍,装了摄像头?
(237434708)

出40入34汤圆

发表于 2014-7-18 19:23:18 | 显示全部楼层
最近工作忙,很久没有参与讨论,阿嘉就是给力!地面站的使用很出彩。
(237423694)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-18 22:26:52 | 显示全部楼层
gzhmcu 发表于 2014-7-18 08:01
楼主公开一下整个项目用了多少大洋?

电机最贵,一共350 机架大洋全部只用了200 飞控也是200 电调平均一个成本35 其他模块不贵
飞行器所以一千左右

算研发成本会心酸的 不算了…
(237423125)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-18 22:36:21 | 显示全部楼层
功耗多少,制空时间估计很受限制
(237372407)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-19 12:41:39 | 显示全部楼层
bygreencn 发表于 2014-7-18 22:36
功耗多少,制空时间估计很受限制

八寸桨实测是20分钟 如果换成9寸会更久一些 当时没有合适的桨就没测
(237366561)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-19 14:19:05 | 显示全部楼层
楼主牛人啊,这个准备怎么应用呢?
(237313600)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-20 05:01:46 | 显示全部楼层
anyanggcmy 发表于 2014-7-19 14:19
楼主牛人啊,这个准备怎么应用呢?

木有应用。。纯玩,顺便尝试一些新的思路
(237288625)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-20 11:58:01 | 显示全部楼层
楼主威武! 20多分钟的飞行时间,离目标半小时已经很近了。半个小时的飞行时间,可以干很多活了。ESC32电调和无刷电机也很漂亮。 要是楼主同意的话,好希望能把资料上传到git,和其它飞行器开源资料一起。
(237273861)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-20 16:04:05 | 显示全部楼层
mark                                             
(237272788)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-20 16:21:58 | 显示全部楼层
楼主能把资料发到我邮箱吗?hjx5548@163.com
(237271756)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-20 16:39:10 | 显示全部楼层
黄瓜 发表于 2014-7-20 11:58
楼主威武! 20多分钟的飞行时间,离目标半小时已经很近了。半个小时的飞行时间,可以干很多活了。ESC32电调 ...

可以的 谢谢
只怕我的代码差了拖后腿…
(237161604)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-21 23:15:02 | 显示全部楼层
在CSDN的git入口已经建立。感谢楼主的开源,相信能帮助到更多的后来者。

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(237113636)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-22 12:34:30 | 显示全部楼层
围观祝贺
(237103141)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-22 15:29:25 | 显示全部楼层
强作力顶!
(237102507)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-22 15:39:59 | 显示全部楼层
恭贺螺柱
(237096545)

出0入22汤圆

发表于 2014-7-22 17:19:21 | 显示全部楼层
没事试着下载编译了一下飞控源码,蹦出30多error

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(237086469)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-22 20:07:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 majianjia1991 于 2014-7-22 20:12 编辑
jiaowoxiaolu 发表于 2014-7-22 17:19
没事试着下载编译了一下飞控源码,蹦出30多error


Mavlink 对编译器有一些要求
需要开c++ 或者匿名结构体  不过这错误我看不懂…
(237082614)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-22 21:11:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 taoriran 于 2014-7-22 21:32 编辑

强烈的支持!!楼主辛苦了!!佩服!!!

跟64楼一样,试着编译下,没通过,有30个错误。
(237076635)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-22 22:51:11 | 显示全部楼层
不错啊!!!!!!!
(237070000)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-23 00:41:46 | 显示全部楼层
pitolan 发表于 2014-7-22 22:51
不错啊!!!!!!!

您是大神!
09年开始我就一直看着你的帖子走的,一直关注到现在,给了我很多启示。08,09年的时候,我就在背后默默滴看着你们讨论算法
(237069512)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-23 00:49:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 majianjia1991 于 2014-7-23 00:51 编辑
majianjia1991 发表于 2014-7-22 20:07
Mavlink 对编译器有一些要求
需要开c++ 或者匿名结构体  不过这错误我看不懂…
...

taoriran 发表于 2014-7-22 21:11
强烈的支持!!楼主辛苦了!!佩服!!!

跟64楼一样,试着编译下,没通过,有30个错误。 ...


奇怪了,我这里编译是成功的。。

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(237033715)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-23 10:46:31 | 显示全部楼层
厉害啊
(237032982)

出0入93汤圆

发表于 2014-7-23 10:58:44 | 显示全部楼层
又能玩四轴又能学RTT,楼主整点套件卖吧
(237005346)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-23 18:39:20 | 显示全部楼层
majianjia1991 发表于 2014-7-23 00:41
您是大神!
09年开始我就一直看着你的帖子走的,一直关注到现在,给了我很多启示。08,09年的时候,我就在 ...

我们已经死在沙滩上~~~
(237001359)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-23 19:45:47 | 显示全部楼层
majianjia1991 发表于 2014-7-23 00:49
奇怪了,我这里编译是成功的。。

MDK版本是多少?
(236995506)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-23 21:23:20 | 显示全部楼层

MDK5
我刚刚看了下,具体是5.1.10.0.2 ..................
(236946783)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-24 10:55:23 | 显示全部楼层
MDK5.10编译成功!谢谢楼主!!!

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(236943046)

出0入8汤圆

发表于 2014-7-24 11:57:40 | 显示全部楼层
楼主厉害,感谢开源
(236503043)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-29 14:11:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 H_jie 于 2014-7-29 14:22 编辑

很棒的毕设。
我说看图片的场景怎么有点熟悉的,原来是校友,
(236449249)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-30 05:07:37 | 显示全部楼层
H_jie 发表于 2014-7-29 14:11
很棒的毕设。
我说看图片的场景怎么有点熟悉的,原来是校友,
...

感谢捧场
(236442233)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-30 07:04:33 | 显示全部楼层

我看周边的山就很熟悉,太多年没回桂林了。
(236410903)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-30 15:46:43 | 显示全部楼层
ffxz 发表于 2014-7-30 07:04
我看周边的山就很熟悉,太多年没回桂林了。

喔?曾经在桂林住过?
(236406006)

出0入0汤圆

发表于 2014-7-30 17:08:20 | 显示全部楼层
阿嘉做的真心不错,水平已经比很多研究生强很多了。
(236376229)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-7-31 01:24:37 | 显示全部楼层
asha 发表于 2014-7-30 17:08
阿嘉做的真心不错,水平已经比很多研究生强很多了。

感谢大神支持!
(236233608)

出0入0汤圆

发表于 2014-8-1 17:01:38 | 显示全部楼层
这个水平绝对的赞啊,,
(236230286)

出0入0汤圆

发表于 2014-8-1 17:57:00 | 显示全部楼层
楼主,这个板子有卖的吗?成本大概多少钱?我自己不会搭建硬件呢,,,
(236227593)

出0入0汤圆

发表于 2014-8-1 18:41:53 | 显示全部楼层
楼主真厉害啊,从视频上看,四旋翼飞得挺稳啊
(236227064)

出0入0汤圆

发表于 2014-8-1 18:50:42 | 显示全部楼层
上位机软件很帅
(236225841)

出0入0汤圆

发表于 2014-8-1 19:11:05 | 显示全部楼层
顶楼主,强大
(236218002)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-8-1 21:21:44 | 显示全部楼层

上位机是QGC,这个不是我做的,他说基于mavlink协议跑的
(235971368)

出0入0汤圆

发表于 2014-8-4 17:52:18 | 显示全部楼层
楼主  能分享一下ESC32的原理图和PCB吗?  我是计算机系的硕士,在帮老师四轴项目,对硬件一窍不通啊...求分享  dtcrong@163.com
(235970430)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2014-8-4 18:07:56 | 显示全部楼层
buaaaircraft 发表于 2014-8-4 17:52
楼主  能分享一下ESC32的原理图和PCB吗?  我是计算机系的硕士,在帮老师四轴项目,对硬件一窍不通啊...求分 ...

原理图有的,pcb 都有错误就不发出来了 按原理图做一个就ok
(235970385)

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发表于 2014-8-4 18:08:41 | 显示全部楼层
楼主,原理图是兼容标准ESC32的?    画板子的话有什么要注意的地方,大电流神马的?   SENSE_CURRENT是检测电流的电路吧,电阻要求是多少呀?  
(235970186)

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 楼主| 发表于 2014-8-4 18:12:00 | 显示全部楼层
buaaaircraft 发表于 2014-8-4 18:08
楼主,原理图是兼容标准ESC32的?    画板子的话有什么要注意的地方,大电流神马的?   SENSE_CURRENT是检 ...

原理图进行删改过,你去找原版的原理图,在我一楼找那个开源群加进去 群主做的原理图
我准备上课了…
(234145612)

出0入0汤圆

发表于 2014-8-25 21:01:34 | 显示全部楼层
在群里潜水多时,受益匪浅,忽见嘉神力作,必须顶!!
(233580488)

出0入0汤圆

发表于 2014-9-1 10:00:18 | 显示全部楼层
这个帖子必须顶啊,太强悍了
(233573233)

出0入0汤圆

发表于 2014-9-1 12:01:13 | 显示全部楼层
超级感谢楼主分享哈,学习了
(233354714)

出0入0汤圆

发表于 2014-9-4 00:43:12 | 显示全部楼层
顶起啊,平常经常问你的。
(233325508)

出0入0汤圆

发表于 2014-9-4 08:49:58 | 显示全部楼层
楼主强人,学习!
(233318169)

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发表于 2014-9-4 10:52:17 | 显示全部楼层
好强好强
(233317489)

出0入0汤圆

发表于 2014-9-4 11:03:37 | 显示全部楼层
楼主是哈工大的??
(233204985)

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发表于 2014-9-5 18:18:41 | 显示全部楼层
LZ ID被删了,如需联系请私信我
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