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标题: GPS 罗盘四轴导航（这几天风大，做了个地面站界面） [打印本页]

作者: 切风40.83 时间: 2011-11-28 05:53
标题: GPS 罗盘四轴导航（这几天风大，做了个地面站界面）
用GPS 和罗盘也许还会加上气压计给四轴飞碟导航。这些不算是什么新鲜玩意儿。市场上买的具备同种功能的导航模块也非常便宜。

经常看我帖子的人应该对我很熟悉吧。

我最先开搞的是超声波定高。
http://bbs.5imx.com/bbs/viewthread.php?tid=472214&extra=page%3D2
那时候我刚接触AVR 才两个星期。一开始纯粹是在乱搞，最后的结果还凑活。虽然不能像一块砖头掉在地上一样稳定，但是不会偏差目标高度3里面。

后来为了熟悉GPS。我搞了个 GPS 导航小车。这个是我搞过最为顺利的一个。
http://bbs.5imx.com/bbs/viewthread.php?tid=497415&extra=page%3D2
最后效果非常满意，小车可以自己开回来。但是毕竟自动驾驶小车不是最终目标，而且也没什么挑战性。所以没有继续优化下去。学到该学的知识就够了。

再后来搞了罗盘。前后也比较曲折。
http://bbs.5imx.com/bbs/viewthread.php?tid=500271&extra=page%3D2
主要是为了学习怎么接受罗盘的信号，再进行一些计算，控制伺服电机。

再再后来搞了四轴飞碟红外线壁障
http://bbs.5imx.com/bbs/viewthread.php?tid=548570&extra=page%3D1
这个我就不多说了，主要是为了证明我的算法可以用来改变四轴的位置。

在搞这些项目的时候遇到了很多困难，但是我发誓我头脑里从来没有一丝放弃的念头。
在之前的这些基础上，终于开始搞GPS 罗盘四轴导航系统了。希望一切都能和我预想的一样顺利。更加希望能有更多的朋友加入我的行列，一起搞。这样会更加有意思。

[ 本帖最后由切风40.83 于 2011-12-26 11:37 编辑 ]

作者: NeoLu 时间: 2011-11-28 06:36
:em15:

作者: luopeixuan 时间: 2011-11-28 07:08
高技术！

作者: oppop 时间: 2011-11-28 11:03
我有兴趣，请问怎嘛合作？

作者: 切风40.83 时间: 2011-11-28 11:56
自己有什么特长就都拿出来有什么建议都提出来这就是最大的帮助了

作者: javajtg 时间: 2011-11-28 14:19
强烈支持，

作者: javajtg 时间: 2011-11-28 14:23
可以和MWC的合作一下，
弄个MWC中国版，好像你的片子和MWC是一个平台的，用户很多，测试也方便

作者: javajtg 时间: 2011-11-28 14:25
可以和MWC的合作一下，
弄个MWC中国版，好像你的片子和MWC是一个平台的，用户很多，测试也方便

作者: feng235 时间: 2011-11-28 17:26
楼主终于开新贴了，再来顶楼主，不知楼主怎么联系？想跟你学学！

作者: 切风40.83 时间: 2011-11-29 03:07
前两天感恩节学校放假，门不开。今天一开门我就做了这个测量单元。上面有GPS 倾斜补偿罗盘还有气压计。暂时先不考虑气压计的问题。应为要涉及到和超声波测距数据融合的问题。我的想法很简单，读取GPS坐标→ 储存到单片机 → 读取接收机输出的 pitch and roll → 通过罗盘测出角度 → 磁偏角补偿 → 读取GPS 地理坐标 → 计算 → 输出 pitch and roll → 卡尔曼滤波 → 输出到YF90Q。第四通道还是手动控制。

[ 本帖最后由切风40.83 于 2011-11-29 03:22 编辑 ]

作者: 切风40.83 时间: 2011-11-29 05:02
回复楼上各位关于合作的问题：

如果给位真有兴趣的话，不放买一些和我一样的板子或者传感器。帮我测试我的源代码。我最希望听到的是各方面的意见。这些板子和传感器都不贵全部加起来也不会超过 400 人民币。甚至可以和我造一个差不多的四轴飞碟，然后进行像我这样的改造。

作者: 超音速 时间: 2011-11-29 09:41
标题: 关注
有时间我们试试:loveliness:

作者: hammer11 时间: 2011-11-29 10:05
刚买了 GPS 模块还在路上
不过是打算做个OSD模块的
导航自动控制我等业余人士等等再看哈

作者: 切风40.83 时间: 2011-11-29 11:45
我在这里简单的说明我的导航方法。非常非常简单，而且很容易理解。只需要高中的数学知识就够了。
楼上说的OSD，我是根本不懂怎么通过单片机弄出来的。我觉得搞辅助飞行最简单也是最有效的办法，是把飞机的姿态和位置信息通过数传模块发送回来，而不是叠加在视频上。

过两天等不下雨了，我打算搞个简单的测试系统来测试各方面的可靠性。测试系统包括几两个舵机，一个单片机和我做的这个测量单元。拿在手上，在外面走在，看看舵机的反应是否正确。如果有问题的话，可以便于排查。确保地面测试没有问题之后，才会在空中测试。同时我非常希望有热心人能够帮我进行单项测试。我这儿的冬天实在是太冷啦。

更正：
最后式子是错的，后来贴出来的源代码也有很多BUG。唉，当时犯糊涂了。
正确的式子如下：
r = cos(bearing)*(lat0-latc)-sin(bearing)*(lon0-lonc);
p = sin(bearing)*(lat0-latc)+cos(bearing)*(lon0-lonc);

[ 本帖最后由切风40.83 于 2011-12-6 11:54 编辑 ]

作者: ggggso007 时间: 2011-11-29 12:39
:em23: :em23: 我们这里也冷起来了，今天温度0度。。。

作者: b57835o 时间: 2011-11-29 16:45
我也在自己研究楼主正在研究的东西，我的电邮通过消息给你了，希望可以一起交流。

作者: hammer11 时间: 2011-11-29 20:56
标题: 回复 14楼切风40.83 的帖子
其实OSD 也没什么难的也就是现成的方案，使用MAX7456的方案，可以说什么都是现成的，只需要制版，焊接，烧程序就行。不过我只是加一点自己的程序进去而已

作者: mltttt 时间: 2011-11-29 23:01
不知道楼主手里有没有一个叫做9自由度的模板是3轴陀螺仪+陀螺仪加速传感+气压+磁定 4合一的几成的模块有：九自由度惯性测量传感器包括ITG3200三轴数字陀螺仪，BMP085气压传感器，BMA180数字三轴加速传感器，HMC5883L三轴磁感应传感器【电子罗盘】可以采集加速度，角速度，高度以及角度的信号。

现在还能实现Carefree
我也刚买的还在路上测试完给你数据

[ 本帖最后由 mltttt 于 2011-11-29 23:44 编辑 ]

作者: 切风40.83 时间: 2011-11-30 00:35
回复楼上：

我几个美国同学手上有9自由度的测量单元。陀螺（角速度传感器），加速度计和 HMC5883（磁阻）。如果你需要的话，我可借来测试，其实我也很想测试。那几个美国同学是学电子工程专业的，大四，刚开始搞四轴飞控。他们PID算法都还没听说过呐。 :em14:

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-1 09:15
准备等我的ARDUINO UNO 到了之后对代码问题进行仔细排查

作者: javajtg 时间: 2011-12-1 12:10
9自由度的好多人都有，
MWC 飞控的一个传感器，国内、玉兔，
mwc 都用的这个

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-4 05:18
今天测试了下测量模块，效果非常好。得到了方向和地理坐标。这天气真是冷啊。

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-4 05:23
下面室外导航就指日可待了啊。

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-5 08:29
为了保证程序没有问题。我专门做了这个导航测试台。等到个好天气到外面测试。

[ 本帖最后由切风40.83 于 2011-12-5 08:34 编辑 ]

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-6 11:58
最新进展
我用ARDUINO 进行了室内模拟计算。也就是输入了伪坐标，让它试运行。

作者: wmw 时间: 2011-12-6 13:36
:em26: 期待成品啊~

作者: hammer11 时间: 2011-12-6 15:51
顶一下
楼主是想利用自己的板子控制四轴的导航
只需要接在接收机和飞控板之间吧

作者: cqzk 时间: 2011-12-6 16:36
我准备下学期用单桨直升机加GPS做个自动飞的。暂时准备在平地，无障碍物的地方测试。

作者: zengxushen 时间: 2011-12-7 13:51
我昨天才想到这个方法，没想到楼主已经实施了！支持一个！我认为是可行的。这样可以加装在任一个有自稳功能的四轴上面实现导航。

作者: zengxushen 时间: 2011-12-7 22:46
顶楼主，进展如何

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-8 02:39
今天打算到室外用真GPS信号测试下输出控制量。

基于大家经常问我设备的问题我就把设备型号在这里统统报下：

单片机 ARDUINO UNO 一个目前用于测试GPS和罗盘输出控制量
单片机 auduino duemilanove * 2 目前用于超声波定高和红外测距仪壁障

超声波测距仪最一般的五个脚的那种
红外测距仪夏普 GP2Y0A700K 就是测距范围最大的那种

GPS       SKYLAB 目前淘宝上没有和我一摸一样的型号但是大多数TTL的GPS都是通用的
罗盘       CMPS10 自带加速度传感器和倾斜补偿功能输出的方向就是倾斜补偿过的，不需要任何计算直接可以用。同时还能输出 PITCH 和 ROLL。

数传模块    Xbee900 pro * 2 目前数传模块只是用来做定向天线用，还没有发挥它真正的作用。据说传输距离有15英里也就是差不多28公里。

遥控系统    Futuba 10CG 和 7 通道接收机。用7通道接收机是应为它 1~5 通道信号不是同时发出的，而是按照顺序一个接一个发出的。
平衡仪    FY90Q 没什么好说的，带加速度传感器。不错。

马达       950KV
电调       某杂牌电调，30A 效果还可以。以后打算换上好赢 FUNFLY 系列。
电池       某杂牌 5000mah 30c

就这些了，还有神马问题可以到我群里去问。

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-8 02:41
哦忘记气压计了 BMP085 效果怎么样还不知到，我买来到现在还没测试过。

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-8 05:52
刚才的室外测试不算很顺利，一个GPS不工作了。幸好有一个备用的GPS。测试结果是运算速度很快，但是抓包很慢。所以每次输出坐标信息，都会用掉半秒钟的时间。:em22: 如果 FY90 平衡仪在接收不到控制信号的状态下会出什么状况？

作者: javajtg 时间: 2011-12-8 18:17
过来顶帖的

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-11 05:36
今天进行了最后一项模拟测试。哈哈，快了。

[ 本帖最后由切风40.83 于 2011-12-11 05:39 编辑 ]

作者: qazwsx521521 时间: 2011-12-11 20:29
:em26:

作者: feng235 时间: 2011-12-12 16:17
顶切风兄，希望切风兄能顺利完工！

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-13 05:00
做个几号：下周是期末考试，比较忙，暂停更新两周。我会抽空看看中断怎么在这上面实现。

作者: oppop 时间: 2011-12-18 22:37
楼主可以先在matlab上面先仿真。这样会少走弯路

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-25 05:38
A#2 的程序和接线方法。
目前程序还没有融入任何高度控制，这个过两天再考虑。

预计的效果是这样的：

1. 通道六开关，关闭。

2. 启动后等半分钟，给GPS充分的时间启动。

3. 手动起飞。

4. 通道六开关，打开。

5. 这时候飞碟是混控的，你可以强行控制飞碟。如果你放开操纵杆，飞机会自动飞回到你拨开关时候的位置。（这样也是为了安全考虑。之前的红外壁障功能也是样的。第四通道也是手动控制的。但是不管飞碟头朝哪个方向，都能自己飘回来）

如果关闭开关，飞碟又回到手动控制模式

代码：
#include <Servo.h>
String readString;
Servo roll;
Servo pitch;
Servo throttle;

int mode = 0;
int R;
int P;
long ch1, ch2, ch3, ch6;
int p = 1500;
int r = 1500;

void autopilot();
void output();

void setup(){

  pinMode(3,INPUT);
  pinMode(4,INPUT);
  pinMode(5,INPUT);
  pinMode(6,INPUT);
  pinMode(11,OUTPUT);

  roll.attach(7);
  pitch.attach(8);
  throttle.attach(9);

  ch1 = pulseIn(3,HIGH);
  ch2 = pulseIn(4,HIGH);

  Serial.begin(9600);

}

void loop(){

  if(ch6 > 1500){
digitalWrite(11,HIGH);

ch1 = pulseIn(3,HIGH);
ch3 = pulseIn(5,HIGH);
p = ch1;

output();
autopilot();

/*------------------------------------------------------------------*/

ch2 = pulseIn(4,HIGH);
ch6 = pulseIn(6,HIGH);
r = ch2;

output();
autopilot();

  }

  else{                   //(else) lasts 40ms

ch1 = pulseIn(3,HIGH);
ch3 = pulseIn(5,HIGH);
r = ch1;

output();

/*------------------------------------------------------------------*/

ch2 = pulseIn(4,HIGH);
ch6 = pulseIn(6,HIGH);
p = ch2;

output();

  }

}

void autopilot(){
  if (Serial.available()) {
delay(10);
if (Serial.available() >0) {
   char c = Serial.read();
   readString += c;
}
  }

  if (readString.length() == 6) {
Serial.println(readString);
R = (readString.charAt(1)-48)*10 + (readString.charAt(2)-48) - 50;
P = (readString.charAt(4)-48)*10 + (readString.charAt(5)-48) - 50;
r = ch1 + R;
p = ch2 + P;
readString="";
  }

}

void output(){
  roll.writeMicroseconds(p);
  pitch.writeMicroseconds(r);
  throttle.writeMicroseconds(ch3);
}

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-25 05:48
还有什么问题到我群里去问。

其实我早就不像在这个论坛发帖子了，这个论坛和几年前相比真是差远了。

但是为了兑现诺言，我还是会把这个帖子更新到这个项目结束为止。

作者: a5696530 时间: 2011-12-25 21:36
定你楼主，希望能出个成品卖

作者: chnca 时间: 2011-12-25 22:03
期待，果然很补错~

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-26 06:34
今天天气不好，我的四轴扛不住风。所以没有测试。但是我把代码又改进了许多。

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-26 09:31
没测试得了，反正闲着也是闲着，于是就做了个地面站。我四轴上的GPS坐标传回来，地图上就会出现白点，表示飞碟的位置。用的IDE 是 processing，也是开源的。
界面就是一张地图和一个白点。至于方向啊，速度啊，海拔之类的以后再慢慢加上去。

[ 本帖最后由切风40.83 于 2011-12-26 11:18 编辑 ]

作者: chnca 时间: 2011-12-26 10:40
学习了，顶起来~~~

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-27 08:16
今天场外测试了下。纠正了些小错误。但是还是飞不了，我的四轴抗风能力太弱了。

我知道大家看了代码就头疼，我也一样。 A#1通过串口发出的信息如下：

.5050.5050 如果要需要向前方飞的话 .5023.5023

A#2 解码后 R=0, P=0 如果往前飞的话： R=0, P=50-23=27

作者: hammer11 时间: 2011-12-28 20:15
楼主我顶你
因为我也在搞这个东西:em15:
四轴的导航

作者: hammer11 时间: 2011-12-28 20:17
不过俺是业余的
目前还在初步测试GPS和AVR的计算能力
打算先用M8+3310+瑟夫3带的GPS 做个自己走路的导航
也就是在3310上面显示GPS信息和离家距离以及回家方向
类似于FPV中OSD的功能

作者: 切风40.83 时间: 2011-12-29 06:14
原来楼上也是同行啊。幸会:em00:
不妨到我群里聊聊。

我的四轴已经做了十几次地面测试了，能想到会出问题的地方都进行了单向测试。就等哪天没风，空中测完了好给大家交差。往后就永久潜水了。:em15:

作者: top-one 时间: 2011-12-29 09:18
我也在玩，难道你们的姿态融合和PID控制都做出来了吗？

作者: hammer11 时间: 2011-12-29 09:24
标题: 回复 53楼切风40.83 的帖子
:em00: :em00:
呵呵目前的计划是先给行人导航
然后安装到四轴上给四轴导航
四轴用的是玉兔的飞控还算不错
目前的方案是用模拟开关CD4066控制遥控接收机或者单片机控制板对飞控板的控制权
飞控板上安装了无线透明串口（号称1.5公里的距离）气压计+数字指南针模块+GPS
主控目前用的是AVR的M8 估计是不够用，但是目前仅仅是开发GPS的导航所以应该是够了。
过几天回了家就改成M16

作者: b57835o 时间: 2011-12-31 08:54
楼主的群号多少？

作者: 切风40.83 时间: 2012-1-4 07:13
号：三宜三舅四舅溜溜

作者: 切风40.83 时间: 2012-1-4 07:16
今天没风，室外温度零下6，出去测试。

结果接收机脉冲采样有严重的干扰。不知道哪里来的干扰。以前出现过一次。又没测试得了。 :em25:

作者: 破百 时间: 2012-1-5 15:27
机架木质哈哈

作者: 安徽小谢 时间: 2012-2-21 19:15
:em16: 头大了

作者: 最后的骑兵 时间: 2012-2-21 20:39
强烈支持

作者: 20082330 时间: 2012-2-22 23:20
接收机做通讯的话会不会占用单片机很多硬件资源啊？用无线串口会不会好点？

作者: 可乐不加冰 时间: 2012-2-28 23:46
支持,学习,顶!

作者: wxwdsj 时间: 2012-10-17 19:09
现在我又回到学校了，又有时间研究大学未完成的UAV，希望能一起交流，这次我打算用SOPC，来全把它整合在一起，做个UAV系统

作者: 我是你好王新建 时间: 2012-11-10 23:04
来学习l~ 像抄袭楼主的小车~ 呵呵~ 给指导哈~

作者: 茶禅一味 时间: 2012-11-18 04:17
楼主目标跟我一样，但是我没有时间和经济支撑；

作者: ECE走到黑 时间: 2013-4-1 07:33
看到你那个超声波测试的四轴，突然想起来前几天youtube上看的zerangu就是你啊。哈哈。那个引导地面站很帅

作者: 樱花流 时间: 2013-4-9 22:20
新人报道！请问楼主那个地面站界面怎么做的啊？
本人大四即将毕业学生，毕业设计就是做无人机。悲催的我从没做过，求楼主指导一下。
过了两年了，不知楼主还在否

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