【DIY】超声波定高功能，解放你的油门，让你飞得很无聊【41楼更新爬楼梯视频】

auuuux2011 · 发表于 2011-5-8 00:05

最近飞四轴让我很是痛苦，因为我用飞固定翼的方式来控制油门，四轴就像兔子一样上窜上跳。等XAircraft 出超声波功能等了很久也没出来，还是自己动手写一个通用的超声波模块吧，估计不会很难。

想了一下需求大概是这样的：

1. 可以由单片机完全控制油门，我只控制四轴的水平运动就行。
2. 可以用控的一个2段开关，来开启和关闭超声波定高，开启后，四轴将悬停在当前的高度。
3. 用另外一个开关，能自动起飞，自动降落。
4. 能兼容大部分的四轴飞控(FS1212，KK，AQ50D之类)，因为接管了接收机的油门通道

在开始之前我设想了一些问题，后来在实际测试中进行了验证和修正。

1.超声波是否会被电机干扰？
实际测试后，超声波并不会被电机发出的声音影响。但很容易被紧贴在旁边的电池反射产生了干扰，所以超声波传感器得找一个周围至少有2-3cm间隔的地方放置。尽管如此，超声波在临界点时返回的数据一定会有噪点，我们得用kalman 过滤一次。

2.pid 如何实时查看output 。
方案一，用电脑上的 processing写一个波形显示程序。方案二，用anroid 写一个手机上的示波器，android sdk2以上可以使用蓝牙SDK，再用一片20元的蓝牙芯片放在飞控上，就可以让飞控和手机通讯了。

3. PID 中比例，微分，积分的整定。
这三个参数需要在外场实际测试中调试，通讯链路是双向的，自订个协议设置参数没多大问题。遇到的困难是，在一些极端参数下，估计会产生巨大的不可控震荡，简单的说四轴会拔地而起，或者重重的高速撞击地球。暂时没想到好的办法防止这些情况，用绳子拴着？

4.pid output 用什么策略映射到 pwm
方案一是直接将输出映射到1000-2000 的脉宽，这样手动的油门将不参与控制
方案二，基于任何时候都不能相信机器人的理由，要将当前的油门值进行数据融合

5.开启pid 的策略
用遥控器的一个2档开关，开关拨到开启时，记录这瞬间的pwm和高度，作为setpoint。

6.超声波的异常处理，距离检测到 0 ，或很大的情况，距离突然变化的情况。
超声波必须要做卡尔曼滤波，在这些特殊情况下应该关闭定高功能，自动缓慢降落。

[ 本帖最后由 auuuux2011 于 2011-5-16 12:54 编辑 ]

neki · 发表于 2011-11-15 16:55

LZ，你的群已经满员啦，能将资料公布出来吗？

芙蓉姐夫 · 发表于 2011-11-15 16:18

泥马的都是牛淫不顶对不住党！

竹蜻蜓的天空 · 发表于 2011-11-15 09:31

先顶后看。

wjdbj · 发表于 2011-11-15 08:49

:em26:

hpg_xx · 发表于 2011-11-15 07:01

:em26: arduino uno :em26: 楼主

microhard567 · 发表于 2011-5-30 20:29

1.顶LZ，制作的东西漂亮，理论也很正确，算法也不错，值得学习。
2.超声波的有效高度太低了，LZ用的超声头（应该是40KHZ的那种吧）一般最多不超过15米，另外，建议楼主用两组，甚至4组传感器，再采用融合算法得出高度，这样也许能在较低高度内进行姿态控制。
3.LZ高人，是否能制作出一套无线电高度仪，再和气压高度仪配合使用
以上小弟愚见。

sunliang · 发表于 2011-5-27 18:23

好东西，能不能给做出来用在直机上？

yyqop01 · 发表于 2011-5-26 22:50

定的不错，加油，吧旋转的也做出来

兔哥 · 发表于 2011-5-26 22:16

DDDDDDDDDDDD

wjdbj · 发表于 2011-5-23 22:55

我只能看看热闹而已:em25:

拎壶冲 · 发表于 2011-5-23 12:53

不错:em26:

yensun · 发表于 2011-5-22 20:35

請問一下那個參數設置的程式,要怎麼執行?

gg05 · 发表于 2011-5-18 17:13

高人在民间啊
为什么那么多厂家没人琢磨出来啊

wildkatze · 发表于 2011-5-18 14:45

mark一下，kk的福音啊
.
.

fujianshu · 发表于 2011-5-18 13:30

我采纳mapgps建议，谢谢

longkouzhang · 发表于 2011-5-18 09:40

没有文化好可怕啊，看的晕头转向的，没看明白。

auuuux2011 · 发表于 2011-5-16 14:15

mapgps 说的有道理，电源全接到5v ， vin 悬空，这样最好。

如果全接到vin，貌似LDO后低于5v 一点点，芯片也能run的很好，不过mapgps 的办法是最保险的。单片机和超声波都能得到足够的电压。

mapgps · 发表于 2011-5-16 13:21

原帖由 auuuux2011 于 2011-5-16 10:06 发表

vin 就是外接电源，没有经过稳压的。
5v 是用板载LDO 将vin 稳压成 5v 的工作电压
本来的确应该按照mapgps 推荐的方法接的。
但由于我们供电给nano 是由电调-》接收机供电的，已经是稳定的5v 了，所以不需要经过板载LDO再稳压一次。而且另外一个考虑是超声波需要的电流可能比较大，再从nano取电可能会影响nano。

那就要将: 电调-》接收机输出5V 和 超声波供电 都接在Nano的5V针脚上. 而VIN针脚悬空.
Nano有三种供电方式: USB / 5V针脚 / VIN针脚.
VIN针脚供电方式时, 输入电压范围为6~20V, 推荐7~12V. 并在5V针脚产生5V输出.
如果将电调-》接收机输出5V 接VIN针脚, 经LDO后Nano实际得到的电压将低于5V. 你可以测一下5V针脚看看.

auuuux2011 · 发表于 2011-5-16 12:35

改进了算法，下面是测试视频

超声波定高爬楼梯，全程油门自动控制。

来个更高难度的，宽两米，很陡的楼梯

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