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三轴姿态稳定云台
2020-04-13 09:46:13
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大纲/内容
系统测试
电脑端上位机
从四轴上位机软件理论上可以进行同样的姿态检测
电路下位机
通过陀螺仪单独计算姿态
通过加速度传感器单独计算姿态
内部电路部分
姿态检测
使用手机自带的姿态传感器
软件部分
通过蓝牙实时传输手机内置陀螺仪和加速度传感器，电子罗盘信息
同样适用卡尔曼滤波算法
硬件部分
蓝牙接收模块
单片机处理模块
在云台上集成姿态传感器
软件部分
获取姿态
xyz三轴角速度
陀螺仪
通过角加速度积分得到角度，极易受外界干扰有漂移现象，时间长了误差巨大
xyz三轴线加速度
加速度传感器
输出值和实际角度不是线性变化，而是随着倾角呈正弦变化
输出需要进行反正弦函数处理
噪声Vn=350ug（Bw*1.5）^1/2
Bw为传感器带宽
滤波时：小带宽精确，但是反应速度慢<br>大带宽响应快，但是数据粗略（姿态不准）
磁场强度（地磁角）
电子罗盘
用于定向固定云台方向
消除误差
数据融合<br>（使用卡尔曼滤波算法，尽量略去系统内外噪声干扰，得到准确姿态）
xyz三轴具体姿态
硬件部分
传感器
陀螺仪
加速度传感器
电子罗盘（地磁场传感）
数据处理电路
单片机
姿态控制
软件部分
姿态矫正
从检测完成的具体姿态控<br>制步进电机进行固定角度的旋转<br>达到完成姿态保持的能力
姿态控制
从按钮和摇杆给出的数据来具体控制<br>云台的朝向等问题
硬件部分
动力部分
步进电机
电调
18650充电电池
数据控制
c51系列单片机
控制电路
电源开关
模式切换
角度旋转
滤波电路
外观模型部分
3D打印制作
制作成本高，外观好看。
整体需要建模<br>内部需要使用pcb电路板<br>要求一次成功，失败的成本高
木头自己制作
外观不如3d打印
制作要求较低
成本也不低<br>但是电路可以使用万用板<br>内部空间划分简单
整体偏大和重
摇杆
按钮
mpu-6050模块（陀螺仪和加速度传感器集成）
HMC5883L模块（三轴电子罗盘）
stc c51/c52系列单片机
mpu9250九轴姿态检测传感器
陀螺仪数据输入前需要先进行滤波操作
发送到电脑端查看姿态偏差
不断使用卡尔曼滤波算法优化姿态检测
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