设计了一种以飞行机器人为实验对象的综合性实验教学平台。通过传感器6轴运动处理组件MPU6050接口实现位姿的测量实验;采用嵌入式ARM处理器STM32F103RE为控制器,经电子调速器控制机器人的4个直流电机,实现PID控制算法实验;摄像头OV2640采集视频图像,通过WiFi无线传输模块传送给上位机并显示出来,实现无线网络图像传输实验。实验结果表明,平台运行稳定可靠,适合作为测控类专业学生的综合性实验飞行机器人本体主要包括：中心固定板、轴臂、电机底座、电机、旋翼等。采用十字交叉的４旋翼结构［８－１０］，中心固定板和电机底座使用玻纤材料板，轴臂使用直径１２ｍｍ的碳纤维材料圆管，轴距３９０ｍｍ，电机选用银燕直流电机（型号：ＡＸ２２１２，９８０ｋＶ），旋翼选为９×６英寸，每个旋翼产生的升力为７３０ｇ，则４旋翼飞行机器人的总升力为２９２０ｇ。将各部分组装在一起，实物如图１所示。图１飞行机器人实物图控制器采用嵌入式ＡＲＭ处理器ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＶＥ，通过Ｉ２Ｃ总线与位姿传感器６轴运动处理组件ＭＰＵ６０５０接口实现位姿的测量［综合性实验教学设计-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机１１］；通过串行ＳＰＩ接口无线收发模块ＸＬ２４Ｌ０１－Ｄ０３实现控制命令的收发及位姿参数的传输；通过串口ＵＡＲＴ及串口转ＵＳＢ的电路与上位机电脑相连接。视频采集电路的处理器采用嵌入式ＡＲＭ处理器，通过ＧＰＩＯ接口摄像头ＯＶ２６４０；为方便调试需求，设计一个ＤＢ９连接的ＵＡＲＴ串口。ＷｉＦｉ无线网络电路通过ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＥ的ＳＤＩＯ接口ＷｉＦｉ模块ＭＲ－０９来实现，文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com为保证信号的可靠接收、发送，在板上设计了一个天线。电子调速器选用３０Ａ好盈天行者，其主要技术指标为：（１）控制采用ＰＷＭ波；（设计流程如图４所示。控制器在进入中断后，首先通过Ｉ２Ｃ总线读取ＭＰＵ６０５０测出的当前位姿参数值，再通过无线收发模块ＸＬ２４Ｌ０１－Ｄ０３将当前位姿参数值发给上位机，然后读取存储在本地的参考位姿值，计算位姿偏差，再读取存储在本地的ＰＩＤ常数，根据ＰＩＤ公式计算对应的４个电机的控制量，并将每个电机的控制量累加求和，得到每个电机的控制量，转化为占空比后输出ＰＷＭ波控制电机，最后中断返回。图４ＰＩＤ控制算法程序流程图４无线网络图像传输实验设计本实验包括两个主要部分，视频图像采集和网络传输。视频摄像头的选型主要考虑，方便与嵌入式微处理器接口，采集的像素要尽量高，通过比较选用ＯＶ２６４０。考虑到无论视频的采集还是传输都需要处理大量的数据，因此选用具有高速ＳＤＩＯ接口的嵌入式ＡＲＭ微处理器来单独处理视频数据。摄像头模块ＯＶ２６４０与微处理器的接口电路如图５所示［１３］。进行无线网络传输部综合性实验教学设计-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com