飞控端：我们的系统的飞机状态更新是由状态机实现的。通过循环更新状态码指定飞机的状态，并由遥控与应急状态模块决定无人机下一次的飞机状态。飞控我们采用 MCU 是 Stm32H7 系列，我们对接了 mpu 九轴传感器，气压计 bmp280，光流计，并采用滤波（KALMAN 滤波，中值滤波），对于光流输出数据，我们加上低通滤波使其相位滞后，以达到与 mpu 与激光测距高度相位基本相同。飞控的核心在于 PID。我们对不同的飞行模式采用不同的串联方式。

遥控：我们采用角度环——角速度环，不断调整姿态，这样能更加快速响应遥控的指令。

悬停 + 视觉跟踪：我们采用位置环——速度环——角度环——角速度环四个串级 PID，能更加精确地实现悬停以及跟踪。

对于 PID 更新与姿态数据更新，我们采用中断的方式完成动作，这样能更加精确地确定更新时间，同时充分利用 MCU 的资源。

光流传感器：传输光流数据，得到像素位移，解算位移。

激光测距 + 气压计：混合定高，得到精确高度。

滤波器：对于不同数据采用不同滤波方式，从而得到更为平滑的数据。

遥控：输出预定高度，姿态角，飞行模式，参数设置。

PID 更新：采用相应参数，更新马力，通过 PWM 信号输出。

State 状态机：判断飞机状态与当前模式，从而指定下一个状态。

电机输出：PWM 波信号在状态机判断后输出给电机

画电路板

OpenMV 视觉颜色跟踪

刘栩岑 / 代码（open mv） (gitee.com)

心得

由于学业安排，时间紧任务重，周围没有相关先例可供参考，我们小组三人分工协作，分配负责飞控编写，遥控传输，OPENMV 视觉模块。我们小组抽空自行搜索网上资料，学习一些知识教程，每周进行会议来汇报各自工作进度与困难，并进行对接工作。之后在未进行上机之前完成了初步调试工作。在完成学业安排后我们立即线下调试。组装后发现有许多模块与代码编写之处有不少漏洞与错误，同时发现软件与硬件之间存在很大的鸿沟。在遥控代码编写进行测试时我们发现在进行 WIFI 通信上存在数据顺序错误，读取错误问题，在故障排除上我们花去不少的时间去寻找，但是错误修复却十分迅速；在 PID 进行调参上，我们花费大量时间，整个无人机系统是开环与闭环混合系统，容易使系统不稳定。加上我们没有先前调参经验与建模能力，我们调参效率低下，严重拖累后续调试进度。在视觉模块下，我们发现 OPENMV 不能达到一个十分理想的水平，容易丢失捕捉内容，输出错误等问题。进行模块组装时候，发现我们一些方案设计上是有漏洞的，有些细节并没有考虑清楚，导致分配组装时产生许多问题，配重不合理，电线排布杂乱，调试设备不符合我们的需求等。不过收获也颇多。总之，如果还有机会，可以继续完善！