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超详细多旋翼无人机飞控 pid 控制器结构图(含视觉追踪)

因为想申请 CSDN 博客认证需要一定的粉丝量,而我写了五年博客才 700 多粉丝,本文开启关注才可阅读全文,很抱歉影响您的阅读体验

很久不做嵌入式了,今天找到以前画的飞控 pid 结构图,分享一波本人的相关视频

pid原理的讲解无人机控制 & 视觉追踪演示 主要基于匿名飞控绘制

文章目录

1. 普通遥控1.1 各控制器示意图1.1.1 高度控制1.1.2 姿态控制1.1.3 光流定点 & 水平移动1.1.4 航向控制

1.2 总图

2. 视觉跟踪2.1 各控制器示意图2.1.1 高度跟踪2.1.2 视觉定点 & 水平跟踪

2.2 总图

3. 类 Robomaster 步兵云台跟随总图

1. 普通遥控

1.1 各控制器示意图

1.1.1 高度控制

注意其中速度环和加速度环都是可选的

1.1.2 姿态控制

姿态模式下,遥控器直接控制机体水平倾斜角度,飞机会以固定加速度移动。当光流模块离线时只能使用此方案,维持最低限度的水平控制能力

1.1.3 光流定点 & 水平移动

光流是个水平测速传感器,当遥控器无输入时,通过设置期望速度为 0 使飞机定点在原地;另外水平移动时的也是通过将杆量映射到期望速度实现的

1.1.4 航向控制

如果室内磁力计测不准,这里就不要做融合了

1.2 总图

2. 视觉跟踪

我之前实现的效果参考此处 【电赛】 无人机视觉追踪,可见视觉追踪包括两种情况

xoz 平面追踪:对于单摄像头而言,此时机体平移和自转时,识别目标的移动情况是等效的,因此我这里选择锁定yaw轴,仅保留左右和上下平移两个自由度实现跟踪 xoy 平面追踪:这里我需选择仅保留左右和前后平移两个自由度实现跟踪,高度和 yaw 轴都是锁死的

2.1 各控制器示意图

2.1.1 高度跟踪

xoz 平面跟踪时使用此高度控制器

2.1.2 视觉定点 & 水平跟踪

xoz 平面左右跟踪 & xoy 平面水平跟踪都可使用此控制器

2.2 总图

xoz 平面追踪总图,yaw 轴锁死,仅保留左右和高度平移两个自由度,目标水平位置和垂直位置通常设为摄像头屏幕中心点坐标。这是前面视频里演示的 xoz 跟随的控制器总图(航向控制器省略) 把高度环也锁死去掉,开放前后左右两个维度的水平控制,就得到 xoy 跟踪的总图,此处省略

3. 类 Robomaster 步兵云台跟随总图

本人曾经写了三年 RM 步兵的代码,RM的视觉自瞄大概是这样一个思路

Tx2 识别到目标,位置坐标发给车载控制器 stm32stm32 拿到坐标,输入云台的位置-速度控制器,自动瞄准目标。此时若遥控器或键鼠控制器有人为指令输入,则人为指令优先底盘 yaw 轴根据云台 yaw 电机中点位置,自动转向目标一旦目标丢失,立即还原到手动控制 无人机视觉跟踪也可以按 RM 的视觉自瞄的思路来做,对应到第 2 节开头的描述,它是属于 “锁定平移的xoz平面跟踪”,这种情况下总图如下所示(请点击查看大图)