无人机DIY设计
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• 2M：将飞控系统与各个零件组装并且调试 。
技术资源（1）
• 硬件方面： 选择合适的系统CPU、Flash存储器扩展 、SDRAM存储器扩展、模数转换芯片的选 择、CPU的AD转换单元、UART通信模块 、PWM模块、电源电路、时钟电路、复位 电路、JTAG调试电路、电路设计。
技术资源（2）
• 软件方面： 操作源自文库统的移植、应用软件设计、软件调 试。
无人机概况
• 作为飞行控制系统一个组成部分的飞行控制计算机,随着飞行控制系统 和电子及计算机技术的发展,在功能、性能、结构及工艺技术上都有了很 大的发展和提高。 现阶段无人机飞行控制计算机的发展趋势是小型化、嵌入式的微型数 字计算机。根据对飞行控制计算机的多种设计方案的综合分析,按照飞 行控制计算机的核心部分一处理模块使用的 具体器件不同,无人机的飞行控制计算机大 致可以分成三类:以工控机为核心的飞行控 制计算机;以单片机、数字信号处理器(DSP) 为核心的飞行控制计算机;以专用嵌入式微 处理器为核心的飞行控制计算机三种。 这次设计的目的是通过飞行控制计算机 的硬件设计和软件设计来实现设计并制作出 一个可实现多种功能（航拍和抓取功能）的遥控无人机。
项目名称
• 四翼小型无人机飞行控制计算机设计
研究与开发流程（1）
• 设计预期时间为1年。 • 1M:了解下市场上无人机的的种类以及机身 架构
研究与开发流程（2）
• 3M：了解下制作无人机所需要的设备以及 技术支持： 有刷电机*4、螺旋桨*4、电池、遥控器、 机架、充电器以及该设计的目标飞行控制 板。
研究与开发流程（3）
• 软件系统设计： 系统主要功能是接收遥控器控制信号，并 对其进行解码转换，同时通过采集飞行器 上姿态传感器的姿态数据，对飞行器的运 动姿态进行估测，数据融合得到飞行器姿 态的调整量，并输出控制，同时确保飞行 器运动的稳定。
研究与开发流程（3）
• 控制系统流程
研究与开发流程（4）
研究与开发流程（3）
• C）姿态传感器模块 设计中选用加速度和角速度两种传感器来进 行姿态测量，用加速度的测量数据来互 补角速度传感器测量的不足。 这样设计相应的传感器对飞行器的运动姿态 进行测量，有助于反馈当前姿态，确保飞 行稳定。
研究与开发流程（3）
• D）遥控接收模块 • 遥控接收的组成如图所示
研究与开发流程（3）
• B）主控模块 飞行控制模块是整个飞行器的核心，需要 执行多种复杂的任务，包括：解析接收机 的 PPM 信号、读取传感器的数据并融合、计 算控制量等等，因此选择的微处理器将需 要 能够承受较大的工作量，选择时需要考虑其 工作频率、RAM 和 Flash 大小、片上功能 等 等
设计中遥控器发出油门、副翼(横滚)、升降( 俯仰)及方向(偏航)信号四个通道的遥控信 号。
研究与开发流程（3）
• E）电机控制模块 设计中选择简单的有刷电机，相比较无刷 电机，不需要复杂的电子调速模块，直接 微处理器的 IO 驱动 MOS 管就可以驱动； 同时专门的电调模块成本较高，且占据较 大体积，不适合小型飞行器的设计。 微控制器对电机进行控制时，由于电机功 率较大，设计时采取 PWM 进行调速，即 控制电机电路的通断。
无人机DIY设计
目录
• • • • • 无人机概况 项目名称 研究与开发流程安排 技术资源 拓展性功能研究
无人机概况
• 无人机是由地面指令或预设程序控制的不载人飞行器。无人机系统由 无人机、地面站(无线电控制、任务控制、发射回收装置等)及有效负 荷三部分组成。无人机根据机体结构、飞行时间、飞行距离和执行的 任务性质等可以划分为不同类型。根据机体结构,无人机包括固定翼、 垂直旋翼、倾斜旋翼等类型;根据无人机的活动半径和续航时间,可分 为近程、短程、中程和远程等类型;根据具体用途和使用环境,又可以 把无人机分为军用以及民用两大类别。
研究与开发流程（3）
• 6M：正式开始Design，设计线路以及 layout
研究与开发流程（3）
• 硬件模块设计 • A）电源模块： 1、桨翼电机的供电直接使用电源的电压， 电机对电源的稳定性要求不高，但对功率 要求很高。 2、传感器部分和微控制器使用 3.3V 电压 ，此电压对稳定性要求很高，但对功率要 求不高，因此需要提供稳压器件。 3、对于接收机的电源，需要大于 4.2V， 设计中还需要设计升压电路。
拓展性功能研究
• 在完成上述设计之后，可以研究影像的采 取和传输功能，或者是机械手臂的简单抓 取功能。
技术资源（1）
• 硬件方面： 选择合适的系统CPU、Flash存储器扩展 、SDRAM存储器扩展、模数转换芯片的选 择、CPU的AD转换单元、UART通信模块 、PWM模块、电源电路、时钟电路、复位 电路、JTAG调试电路、电路设计。
技术资源（2）
• 软件方面： 操作源自文库统的移植、应用软件设计、软件调 试。
无人机概况
• 作为飞行控制系统一个组成部分的飞行控制计算机,随着飞行控制系统 和电子及计算机技术的发展,在功能、性能、结构及工艺技术上都有了很 大的发展和提高。 现阶段无人机飞行控制计算机的发展趋势是小型化、嵌入式的微型数 字计算机。根据对飞行控制计算机的多种设计方案的综合分析,按照飞 行控制计算机的核心部分一处理模块使用的 具体器件不同,无人机的飞行控制计算机大 致可以分成三类:以工控机为核心的飞行控 制计算机;以单片机、数字信号处理器(DSP) 为核心的飞行控制计算机;以专用嵌入式微 处理器为核心的飞行控制计算机三种。 这次设计的目的是通过飞行控制计算机 的硬件设计和软件设计来实现设计并制作出 一个可实现多种功能（航拍和抓取功能）的遥控无人机。
项目名称
• 四翼小型无人机飞行控制计算机设计
研究与开发流程（1）
• 设计预期时间为1年。 • 1M:了解下市场上无人机的的种类以及机身 架构
研究与开发流程（2）
• 3M：了解下制作无人机所需要的设备以及 技术支持： 有刷电机*4、螺旋桨*4、电池、遥控器、 机架、充电器以及该设计的目标飞行控制 板。
研究与开发流程（3）
• 软件系统设计： 系统主要功能是接收遥控器控制信号，并 对其进行解码转换，同时通过采集飞行器 上姿态传感器的姿态数据，对飞行器的运 动姿态进行估测，数据融合得到飞行器姿 态的调整量，并输出控制，同时确保飞行 器运动的稳定。
研究与开发流程（3）
• 控制系统流程
研究与开发流程（4）
研究与开发流程（3）
• C）姿态传感器模块 设计中选用加速度和角速度两种传感器来进 行姿态测量，用加速度的测量数据来互 补角速度传感器测量的不足。 这样设计相应的传感器对飞行器的运动姿态 进行测量，有助于反馈当前姿态，确保飞 行稳定。
研究与开发流程（3）
• D）遥控接收模块 • 遥控接收的组成如图所示
研究与开发流程（3）
• B）主控模块 飞行控制模块是整个飞行器的核心，需要 执行多种复杂的任务，包括：解析接收机 的 PPM 信号、读取传感器的数据并融合、计 算控制量等等，因此选择的微处理器将需 要 能够承受较大的工作量，选择时需要考虑其 工作频率、RAM 和 Flash 大小、片上功能 等 等
设计中遥控器发出油门、副翼(横滚)、升降( 俯仰)及方向(偏航)信号四个通道的遥控信 号。
研究与开发流程（3）
• E）电机控制模块 设计中选择简单的有刷电机，相比较无刷 电机，不需要复杂的电子调速模块，直接 微处理器的 IO 驱动 MOS 管就可以驱动； 同时专门的电调模块成本较高，且占据较 大体积，不适合小型飞行器的设计。 微控制器对电机进行控制时，由于电机功 率较大，设计时采取 PWM 进行调速，即 控制电机电路的通断。
无人机DIY设计
目录
• • • • • 无人机概况 项目名称 研究与开发流程安排 技术资源 拓展性功能研究
无人机概况
• 无人机是由地面指令或预设程序控制的不载人飞行器。无人机系统由 无人机、地面站(无线电控制、任务控制、发射回收装置等)及有效负 荷三部分组成。无人机根据机体结构、飞行时间、飞行距离和执行的 任务性质等可以划分为不同类型。根据机体结构,无人机包括固定翼、 垂直旋翼、倾斜旋翼等类型;根据无人机的活动半径和续航时间,可分 为近程、短程、中程和远程等类型;根据具体用途和使用环境,又可以 把无人机分为军用以及民用两大类别。
研究与开发流程（3）
• 6M：正式开始Design，设计线路以及 layout
研究与开发流程（3）
• 硬件模块设计 • A）电源模块： 1、桨翼电机的供电直接使用电源的电压， 电机对电源的稳定性要求不高，但对功率 要求很高。 2、传感器部分和微控制器使用 3.3V 电压 ，此电压对稳定性要求很高，但对功率要 求不高，因此需要提供稳压器件。 3、对于接收机的电源，需要大于 4.2V， 设计中还需要设计升压电路。
拓展性功能研究
• 在完成上述设计之后，可以研究影像的采 取和传输功能，或者是机械手臂的简单抓 取功能。