2008-05-14 四轴飞行真正式开始动手了! 电路框图发布(草案)，请大家讨论

armok · 发表于 2008-5-14 12:38:39

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阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

知道什么是神吗？其实神本来也是人，只不过神做了人做不到的事情所以才成了神。（头文字D, 杜汶泽）

my_avr · 发表于 2008-5-14 12:50:33

抢个位置

microyao · 发表于 2008-5-14 12:53:29

找个位坐下再说.

my_avr · 发表于 2008-5-14 12:53:35

遥控部分呢?

armok · 发表于 2008-5-14 12:55:58

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zhangzq71 · 发表于 2008-5-14 13:06:31

遥控我建议用这个, http://www.hoperf.com/pro/RFM12B.html, 我用过, 效果很好.

套件什么时候开卖?

discrete · 发表于 2008-5-14 13:11:02

用m8不是挺好的么，还想请教站长德国的无刷驱动程序中反电动势逻辑换向问题呢，过零检测的电路原理，还有程序怎样处理的
德国的程序看不懂

starli · 发表于 2008-5-14 13:25:57

俺也来抢位，，先坐下再看

armok · 发表于 2008-5-14 13:29:33

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346675655 · 发表于 2008-5-14 13:31:00

排队取号

RickyZhou · 发表于 2008-5-14 14:15:31

上来ouravr一段时间了，感觉阿莫只是在喊口号，什么专业级的，什么要比德国人的好，但似乎没有见到任何实际性的行动。

就看陀螺仪enc-03的选择，就是非常业余的东西，我手头上300元的直升机模型就是用这个芯片。

当然，我自己的4轴也是选择enc-03，原因很简单，便宜，我是搞业余的东东玩玩

benladn911 · 发表于 2008-5-14 14:17:59

呵呵，【10楼】 RickyZhou 不用着急。
慢工出细活，需要点时间。
阿莫是超级行动派，这个可以放心。

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 14:18:12

to : armok

请先确定UC3与各设备间的通信标准
这样就能将系统工作任务分解

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 14:22:05

还有ENC-03及加速度传感器是否要用独立AD采样芯片？
是否将各传感器子系统采样及滤波（单独处理器）与AVR32独立？

armok · 发表于 2008-5-14 14:25:54

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feng_matrix · 发表于 2008-5-14 14:27:41

AT90PWM3零售价格多少？
是否有成熟的AT90PWM3无刷电机控制资料？

armok · 发表于 2008-5-14 14:34:06

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feng_matrix · 发表于 2008-5-14 14:34:32

选定ENC-03中的那一款？网站现在是否已经提供邮购了？
如果没有我们是不是算算总共有多少人有兴趣要，搞个团购
我上次在西安长城买得ENC-03MA已经搞坏两个了，再坏就没得换了

armok · 发表于 2008-5-14 14:35:28

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jmpxwh · 发表于 2008-5-14 14:37:51

好事啊！出来了也学习一下！

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 14:39:37

【16楼】 armok 阿莫

哈哈，专业电机芯片16块还是可以接受的，如果160我就继续用M8了，TWI总线的M8无刷电调我基本调试好了

armok · 发表于 2008-5-14 14:42:09

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feng_matrix · 发表于 2008-5-14 14:43:22

上个英文版的DATASHEET

点击此处下载 ourdev_279303.pdf(文件大小:3.27M) (原文件名:AT90PWM3.pdf)

那里有中文版DATASHEET下载？
这玩意没用过，既然阿莫选中了，那要仔细研究一下了

armok · 发表于 2008-5-14 14:50:01

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kingofkings · 发表于 2008-5-14 14:51:32

【12楼】 feng_matrix
这是需要再讨论的一个环节，90PWM上有SPI接口但没有TWI（I2C），但支持了专业的LIN网络，我们到时可以根据具体请来选择

kortan · 发表于 2008-5-14 14:53:37

传一个我的设计方案：

(原文件名:myufo.JPG)

kingofkings · 发表于 2008-5-14 14:54:39

【22楼】 feng_matrix
90PWM3是专业的电机驱动芯片，通过专有的PLL模块PWM的频率可到非常高的水平，并且内置了10位AD及DA用于不同领域的控制

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 15:04:55

提一个人建议：
建议系统设计时多采用模块化的思想
在确定系统各部分通信标准后，各子系统设计上尽量独立
这样对分散式开源开发、系统改进、及日后维护都有好处

4轴相关的子系统可能有：
A.3轴陀螺仪/3轴加速度子系统
B.无刷电调子系统
C.超声波测距子系统
D.GPS子系统
E.视频叠加子系统
F.红外平衡子系统(CPD4)
G.数传电台子系统
H.GSM/CDMA/TDSCDMA通信模块
I.气压/空压传感器
J.视频传输子系统
K.地面站控制子系统
L.遥控子系统

其中有些是可以采用现成产品的，有些需要我们开发
我现在能想到的就这些，大家群策群力吧

bluemidi · 发表于 2008-5-14 15:08:00

【27楼】 feng_matrix

我和你的想法很接近，呵呵。

armok · 发表于 2008-5-14 15:08:44

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kingofkings · 发表于 2008-5-14 15:10:54

【27楼】 feng_matrix
是的，选择90PWM3去控制一个电机，也是模块化的选择，否则实际上一个AVR32已经可以控制4个电机，但是能没有单90PWM3去控制电机那么灵活，在通讯上，我们一开始可以先选择高速的SPI总线，来进行调试，如果现场电磁干扰太大的话在选择LIN或者CAN网络，实际在代码上移植工作并不多，甚至外加LIN或CAN的收发器就能解决问题~

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 15:11:46

to ：【23楼】 armok 阿莫

专家我很想当，可不知道够不够水平，毕竟我只是业余玩单片机
我的日常工作多是写商业文档，与硬件开发没点关系，不如坛子里诸位专业硬件开发人员
不过我可以向诸位提供我这几个月自己搞4轴的成果

to ：【30楼】 kingofkings 技术火腿（KoK）

我已经上机试验过，4轴装备无刷电机的话，电磁干扰很小，相反倒是碳刷电机干扰很大
关于4轴系统的现场通信，只要速度足够就可以了，毕竟飞行器尺度不大，通信质量是可以保证的

kingofkings · 发表于 2008-5-14 15:15:18

【32楼】 feng_matrix
呵呵，我们这个团队，并不是一定要很会玩单片机的，发挥各自的所长就行了，就像feng_matrix有很多航模的经验，这就是我们非常需要的，AVR32我到时会有详细的教程推出，一般都不会有问题的，我会给大家解答的~

armok · 发表于 2008-5-14 15:15:35

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kingofkings · 发表于 2008-5-14 15:18:06

【32楼】 feng_matrix
呵呵，是的，技术问题，我们可以逐步逐步解决的~~当我们的项目达到一定程度时，专业的通讯网络还是需要的，这样才配得上我们专业的定位~

wenming · 发表于 2008-5-14 15:18:19

个人认为分布式的设计比较好。主控制器与各个模块之间使用总线连接。

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 15:18:24

to 【34楼】 armok 阿莫:

愿意效劳啊！

armok · 发表于 2008-5-14 15:20:05

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kortan · 发表于 2008-5-14 15:30:15

【38楼】 armok 阿莫
帮忙看看我的设计。在25楼。我认为应该把那几个传感器放在一起构成一个单元，和主控用总线相连。

armok · 发表于 2008-5-14 15:34:49

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kortan · 发表于 2008-5-14 15:44:08

【40楼】 armok 阿莫
我认为传感器和主控板分离很有必要。而传感器那边不用MCU，把一个串口AD放在那里就行。不用增加器件。传感器分离有利于传感器的更换、位置摆放、冲击保护。而且还便于传感器搭配不同的主控板。升级主控板或者升级传感器互不影响。

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 15:44:09

to :【25楼】 kortan

你补充的【电子罗盘】很好啊，但跟人建议不要与陀螺仪/加速度放在一起
在保证4轴系统可扩展性的前提下，系统复杂度的提高要有点阶梯性
【电子罗盘】属于无人机导航控制范畴，器件成本及软件复杂度较高
并非简单姿态闭环控制那么简单，可放在后期考虑

kortan · 发表于 2008-5-14 15:46:40

【42楼】 feng_matrix
谢谢你的分析。电子罗盘现在价格200多。有点儿贵所以选配。主要用于校正航线。可以后期加上

discrete · 发表于 2008-5-14 15:53:52

跟着组织走了
可是觉得自己比较笨，担心学不会avr32

discrete · 发表于 2008-5-14 15:53:57

跟着组织走了
可是觉得自己比较笨，担心学不会avr32

armok · 发表于 2008-5-14 15:55:23

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feng_matrix · 发表于 2008-5-14 15:58:38

to ：【43楼】 kortan

不光是罗盘价格问题，4轴加装电子罗盘不是为了让它成为“悬浮指南针”
直接应用是让飞行器知道自身航行方向后，朝着既定的轨迹飞行
这牵扯到定义航线、导航、航迹纠正等等问题
要建立一个【飞行器-地面站】双向数据链路才能实现
还要有电子地图技术，这些技术都很专业，所需投入的资源也很难估计
能实现就不简单是航模DIY范畴了

一句话：知道自己的方向很容易，知道自己该怎么做就难了

kortan · 发表于 2008-5-14 15:59:54

【46楼】 armok 阿莫
晕倒。阿莫没有遥控失控后我都无法手动降落。不能总用线吊着呀。先能够陀螺配合手动再进行无人飞行呀。

kortan · 发表于 2008-5-14 16:01:05

【47楼】 feng_matrix
呵呵
一句话：知道自己的方向很容易，知道自己该怎么做就难了
经典我了解自主导航的难度。

kortan · 发表于 2008-5-14 16:02:21

上传一个压箱底的宝图。德国佬的那个microdrones md4-200。

(原文件名:md4-200_block_schematic.jpg)

mutoudonggua · 发表于 2008-5-14 16:04:20

不知道精密高度传感器要多精密，绝对位置判断，采用图像匹配可能较好
另外，德国人的四轴，悬停是如何实现的？

kortan · 发表于 2008-5-14 16:04:56

【51楼】 armok 阿莫
领队思想太前卫了。队员们有点儿跟不上了。：）

armok · 发表于 2008-5-14 16:10:22

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feng_matrix · 发表于 2008-5-14 16:14:17

【50楼】 kortan

这个图很好啊，成功产品的结构设计，能让后来者少走弯路
又发现一个：MMC/SD卡的飞行记录子系统
体积质量较小、容量较大（目前市售就有4G版）、抗震性好

mutoudonggua · 发表于 2008-5-14 16:18:49

德国人的四轴貌似不是用的激光测距，嘿嘿，没看到激光头啊
激光测距仪很昂贵

mutoudonggua · 发表于 2008-5-14 16:20:16

另外，同意阿莫的初期想法，做一个有线供电无电池，只能悬停的验证机

kortan · 发表于 2008-5-14 16:20:33

【54楼】 armok 阿莫
经我分析德国人的飞行器的悬停是依赖惯性导航和GPS。将陀螺仪和加速度传感器的信号输入卡尔曼滤波器。陀螺仪在动态情况下能测量出角度变化，加速度传感器在静态情况下能测出飞行姿态角。陀螺仪后加入高通滤波器，加速度传感器后加入低通滤波器，两者组成互补滤波器（数字滤波器）。经过此滤波器的数据就能计算出倾角的真实值。在动态情况下也能得到倾角。从而各方向的加速度也能得到了。对加速度进行2次积分能得到位移。由于惯性器件有随着时间的推移有漂移所以需要GPS进行位置校正。结合GPS的数据就能定位了。

打字累死我了不知说明白没有。

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 16:21:24

还有大家注意MD4-200的气压传感器竟然使用了24位AD
并且主控部分Height Control 与 Attitude Control 是并行处理的
怪不得"北京国际警用装备博览会上"德国人敢在那么多观众头顶上遥控飞行
飞的稳是有技术支撑，不是遥控者水平好啊

mutoudonggua · 发表于 2008-5-14 16:22:59

很弱的问一句，气压传感器有什么用？

kortan · 发表于 2008-5-14 16:23:54

【51楼】 armok 阿莫
还有一些尺寸图。microdrones官方网站上有
给个连接
http://www.microdrones.com/documents.html

mutoudonggua · 发表于 2008-5-14 16:24:56

惯导+GPS？室内没有GPS信号啊

armok · 发表于 2008-5-14 16:25:35

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mutoudonggua · 发表于 2008-5-14 16:27:43

气压传感器能测出cm级别的精度似乎不现实吧，室内和室外大气压有差别，甚至同一区域，不同地点也会有细微差别

kortan · 发表于 2008-5-14 16:29:21

【59楼】 feng_matrix
很高兴这份图纸能对大家有启发。
只要精度够高，3轴陀螺+3轴加速度传感器+气压高度计+电子罗盘就能实现一定时间的悬停。时间长了会有漂移，需要手动校正或者GPS校正。

kortan · 发表于 2008-5-14 16:30:23

论坛上有一个人介绍的一种传感器精度1m 价格也可以接受。

feng_matrix · 发表于 2008-5-14 16:33:42

to ：【54楼】 armok 阿莫

建立激光测距子系统也很有意义，小型超声波系统只能让4轴悬停在几米高空，再远就不行了
麻绳理工MIT的4轴就装备了激光测距/定位系统，而且非常小
曾经想过用光驱光头改造，可发现发射简单，对应波长的接收传感器不是简单能搞定的

MIT的四轴：

(原文件名:five_flying_vehicles.jpg)

(原文件名:three_flying_vehicles.jpg)

MIT早在数年前就研究4轴飞行器了
他们把4轴当成平台，在上面进行4轴【群】互相通信，协同监控等研究
给一个麻绳理工研究四轴的网站：
http://vertol.mit.edu/index.html

下面这个是他们的研究视频
里面有固定翼悬停、4轴悬停、单4轴定点起飞降落、单4轴定点降落充电
单4轴跟踪监控遥控模型小车，多4轴按区域协同跟踪等等视频
我最初做四轴的兴趣就是来自于MIT的这些视频

http://vertol.mit.edu/videos.html

kortan · 发表于 2008-5-14 16:35:39

我认为3陀螺仪+3加速度传感器精度高一些就能做到在一定时间内悬停。（估计咱们能达到的也就10秒）然后用遥控器稍微修正一下就可以了。我觉得不必要做到完全自主悬停，只要飘逸很小就行，这是第一步。我们就可以只用陀螺仪+加速度传感器。

GPS也能测量高度。误差5M。在没有大气压力传感器的情况也能实现导航。（做不到在１ｍ高处悬停

armok · 发表于 2008-5-14 16:42:34

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kortan · 发表于 2008-5-14 16:49:57

【69楼】 armok 阿莫
我认为正确的开发过程应该是
1。实现只用3个陀螺手动控制飞行（已经能实现了
2。编制算法，达到各个方向的姿态和加速度能够准确得到。
3。利用加速度传感器2次积分得到的位置数据（有漂移的）能在10S左右保持悬停。
4。加入电子罗盘、大气压力传感器实现基本悬停（水平方向的位置还是依靠加速度计的积分得到的，有漂移）。
5。加入GPS.实现完全的自主悬停。（10M高处悬停比较可行，1m处很困难）
6。自主导航，利用GPS航点自主飞行。

我们不能一口吃一个胖子

armok · 发表于 2008-5-14 16:55:45

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kortan · 发表于 2008-5-14 16:59:01

【71楼】 armok 阿莫
我们思路是不大一样。讲讲你的思路吧。

mashan75 · 发表于 2008-5-14 17:00:23

早晨上班看了一眼还没有这个帖子，现在一看，赫赫，69楼了，
强烈建议阿莫加上遥控，万一(我是说万一)受个干扰或程序不对什么的，
这四个螺旋桨就是4个搅肉机啊，如果直接关电又会"啪唧"，钱啊...
至少接上一个通道，开关一拨，把转速慢慢降低降落才好。

kortan · 发表于 2008-5-14 17:02:48

【73楼】 mashan75
我也强烈支持上遥控。那东西价值不菲。万一乱跑可受不了。

armok · 发表于 2008-5-14 17:08:11

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mashan75 · 发表于 2008-5-14 17:13:28

【75楼】 armok 阿莫
断电就"啪唧"啦

kortan · 发表于 2008-5-14 17:16:00

【75楼】 armok 阿莫
我重新看了一遍贴子，还是不知道你用怎样的思路达到悬停。还有即使能自主悬停有个遥控器校正一下漂移调试起来也方便呀。万一姿态偏了也好实现受控迫降。

armok · 发表于 2008-5-14 17:19:59

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fciasth · 发表于 2008-5-14 17:39:26

关于邮购部，我多次邮购，对阿莫邮购部相当满意！！

kortan · 发表于 2008-5-14 17:44:04

【78楼】 armok 阿莫
我相信论坛的实力。希望阿莫能多多采纳网友的建议，人多力量大。

armok · 发表于 2008-5-14 17:49:56

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kortan · 发表于 2008-5-14 18:09:10

【81楼】 armok 阿莫
好号码记下了 msn能语音吗？

youngman · 发表于 2008-5-14 21:23:30

找个地方坐下慢慢看看

lvhaian · 发表于 2008-5-14 22:28:36

感觉总的框架没有什么大的问题。主芯片的选型基本都合理。

ARMOK 准备什么时候做原理图，作的时候叫我一声，应该可以帮帮忙吧。

kingofkings · 发表于 2008-5-14 22:42:48

【84楼】 lvhaian 安哥
哈哈，众人拾柴火焰高~~我现在在准备90PWM3控制三相BLDC的资料，到时候可以大干一场了

gaochaoning · 发表于 2008-5-14 22:47:34

我想卖一套元件，跟着学。

weiwgml · 发表于 2008-5-14 23:16:16

关注中……

armok · 发表于 2008-5-14 23:23:34

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zzfd97 · 发表于 2008-5-15 08:23:56

用GPS测高度可以，但是不能用一般的GPS模块要用可以精确到毫米少的也要到厘米的的带差分的，但是就是价格昂贵。电机控制采用AT90PWM3来控制无刷是相当的办，这个我使用过，在噪声和速度控制比德国那个要好。但是这个芯片在国内很难买到，还有就是主控芯片UC3A0256在国内也很难买到。

zzfd97 · 发表于 2008-5-15 08:29:18

还有就是在遥控方面能不能不用遥控，而用精确定位来指定路线。
我很早就想做这个项目，就是一个人做不起来，现在好了，由大批的人一起做，我想会有很好的项目成果出来。期待早日开始

kaif_w · 发表于 2008-5-15 08:42:24

加入占个位置。

RickyZhou · 发表于 2008-5-15 08:45:15

GPS对高度不敏感, 误差范围很大,100几十米是正常事, 就算差分GPS对高度的测量改善也不能达到好的效果.

feng_matrix · 发表于 2008-5-15 09:30:58

TO : 【82楼】 kortan

你是北京的，我明天要去北京出差
想问问你姜庄湖公园到中关村怎么走？有没有地铁？
要在北京住一周，想去中关村转转

armok · 发表于 2008-5-15 09:40:15

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lcj8888 · 发表于 2008-5-15 10:05:14

阿莫提醒你一下！如果悬停一米内凭我玩直机经验有地面效应，和气流反射悬停稳定较困难！反而升高到一米以上就好飞稳定多，我想四轴也一样，我对单片机不熟可否邮购买零件，只是对四轴很感兴趣

kingofkings · 发表于 2008-5-15 10:41:52

【89楼】 zzfd97
芯片货源现在都不是很大的问题，近期就会解决货源了

Jerry99 · 发表于 2008-5-15 10:44:51

一个很不成熟的意见，仅供参考：
无刷电机的控制，是否可以采用成品。
无感无刷电机的启动阶段，还是有点麻烦的。虽然理论上就是模拟一个反电动势，但是算法可能需要一点技巧。以我用过的无刷电调来看，好盈的做得最好，其它品牌的启动都没有好盈的平稳。
这种工程层面上的细节问题，可能会耗费很多时间。

kingofkings · 发表于 2008-5-15 10:53:00

【97楼】 Jerry99
呵呵，关于无刷电机的控制板，你不用担心，我们的团队可以设计出比较专业的控制模块，这个模块将会视具体情况提供套件

kortan · 发表于 2008-5-15 13:39:53

【93楼】 feng_matrix
中关村城铁还没开通。
你坐386姜庄湖上车在北辰桥西换 944支能到中关村西接近海龙大厦的位置。

给你一个北京公交换乘查询网站
www.bjbus.com

中关村那边海淀黄庄中发电子大厦卖电子零件丰富。海龙鼎好电脑产品丰富。

feng_matrix · 发表于 2008-5-15 14:10:33

to : 【99楼】 kortan

多谢，不过要换两趟公交啊，还是打车吧！

lvhaian · 发表于 2008-5-15 15:38:32

【88楼】 armok 阿莫

时间有限阿，只能够参加吧。

我可以参与原理图设计和代码调试。

会一直关心的，我不算专家，算个参与者吧。