文 献 综 述

一. 前言

小型四旋翼飞行器与其它飞行器相比，其优势在于其机械结构较为简单、体型较小，故障率低和单位体积能够产生更大的升力等特点；另一方面，小型四旋翼飞行器具有较高的操控性能，并具有在小区域范围内起飞，盘旋，飞行，着陆的能力，可以完成一些既定动作及任务。因此其具有广阔的应用前景，成为国内外的研究热点。

小型四旋翼飞行器在离开地面后，往往面临风力、转向、自身配重不均等问题，会出现操控不稳的问题，给飞行器控制带来诸多不便。要实现四旋翼飞行器飞行姿态判断及自主调整飞行姿态，就需要有模块对飞行器的姿态信号以及位移信号进行监测，并实时发送至控制中心，在控制器进行决断后，将位移指令返回至电机，达到使飞行器平稳飞行的目的。

本课题以上一届工作为基础，主要研究电子陀螺仪模块，即通过采集陀螺仪模块MPU 6050数据，将采集到的数据通过IIC接口传送至控制台TMS320F28335进行决策，从而实现飞行器的自主或辅助飞行调度。

二. 研究现状

国际上，四旋翼飞行器已多次应用于军用、民用等领域；在国内，对飞行器的研究相对起步较晚，但成果也很出色，部分四旋翼飞行器已经在很多领域投入使用。市面上的四旋翼飞行器在控制自身平稳飞行上面已经取得了不俗的成绩，甚至可以在保证自身平稳的条件下完成兴趣点环绕、热点跟随、3D翻滚等高难度动作。多数飞行器配置也开始升级，开始配备地磁传感器、气压高度计等辅助确定飞行器飞行姿态的传感设备，使得飞行器更加智能化，在自主飞行方面的能力不断提高。

在本课题组，通过通信15届毕业生的努力，飞行器已经可以实现单翼电机的启动与控制；在陀螺仪模块上，也已经初步给出了电子陀螺仪算法以及对位移信号进行解析的方法。但存在的问题是得到的数据不够稳定，需要对解析算法进一步研究，领会其实质含义，借鉴别人成果，通过软件进一步优化，使其解析所得的数据尽可能稳定，作为调速的依据。

三. 原理及实现

本课题使用的电子陀螺仪模块，采用高精度的陀螺加速度计MPU 6050。MPU 6050 是非常灵敏的运动处理传感器，适用于飞行器和小车试验。这个模块集成了3 轴陀螺仪，3 轴加速度计，和一个可扩展的数字运动处理器DMP。它主要以数字输出6 轴或9 轴的旋转矩阵、四元数、欧拉角格式的融合演算数据。MPU 6050模块对陀螺仪用了三个16位的数电转换，这样便可以将测量出来的模拟量方便地转化为便于处理的数字量。