CN106904272B - 一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制装置及方法 - Google Patents

一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制装置及方法 Download PDF

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    • G05D1/08Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0808Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft

Abstract

本发明公开了一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法,所述方法包括步骤:S1,采集和存储当前机器人飞行数据;S2,根据当前的机器人飞行数据,判断机器人当前的飞行状态,根据当前的飞行状态确定目标姿态通过对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态。本发明还公开了一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,涉及机器人技术领域,机身传感模块和尾翼传感模块分别采集机身运动数据和尾翼运动数据,通过微控制器驱动PWM电机控制模块对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态,本发明控制装置结构简单,飞行方向角度更加精确。

Description

一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制装置及方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,尤其涉及一种基于无线通信的扑翼机器人控制装置。
背景技术
扑翼机器人又称为飞鸟仿生机器人,是一种有一对扑动扑翼和一个摆动尾翼的飞行器。扑翼飞行是一种通过靠模仿鸟类与昆虫扑动扑翼而实现飞行的飞行方式,这种方式区别与传统的固定翼和旋翼式飞行,其最大的特点就是仅仅通过一对扑翼有规律地扑动就可以同时产生飞行时所需要的升力和推力,以及用于调整飞行状态和身体平衡等所需的俯仰、偏航与滚转力矩,这种飞行方式也是自然界中数千种鸟类以及数十万种昆虫所采用的最基本的运动形式。一般的四旋翼控制装置主要由单片机控制,采用单个陀螺仪测量和采集飞行角度数据,测量精度不高,飞行机器人飞行方向角度存在偏差。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种结构简单、飞行方向角度更加精确的尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制装置。
为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种结构简单、飞行方向角度更加精确的尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法。
本发明所采用的技术方案是:一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,所述控制装置包括机载控制装置、遥控器和地面控制装置,所述机载控制装置包括微控制器、输入捕捉模块、程序下载模块、PWM电机控制模块、遥控接收机、第一无线数传模块、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块和霍尔传感器,所述输入捕捉模块、程序下载模块、PWM电机控制模块、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块和霍尔传感器与微控制器连接,所述遥控接收机分别与输入捕捉模块和PWM电机控制模块连接,所述第一无线数传模块与地面控制装置无线通信,所述遥控接收机与遥控器无线通信。
作为上述方案的进一步改进,所述机载控制装置还包括供电电源,所述供电电源与微控制器连接用于给微控制器供电。
作为上述方案的进一步改进,所述机载控制装置还包括低压警报模块,所述低压警报模块分别与所述微控制器和所述供电电源连接,所述低压警报模块用于检测供电电源电压且在低压时发出警报。
作为上述方案的进一步改进,所述PWM电机控制模块包括扑翼扑动电机、尾翼摆动电机和扑翼角度电机。
作为上述方案的进一步改进,所述机身传感模块是机身MPU6050传感器,所述机身MPU6050传感器包括机身陀螺仪和机身加速度计,所述尾翼传感模块是尾翼MPU6050传感器,所述尾翼MPU6050传感器包括尾翼陀螺仪和尾翼加速度计。
作为上述方案的进一步改进,所述地面控制装置包括遥控器、第二无线数传模块、微控制板和控制终端,所述第二无线数传模块与微控制板连接,所述微控制板与控制终端连接,所述第二无线数传模块与第一无线数传模块无线通信。
作为上述方案的进一步改进,所述第一无线数传模块和第二无线数传模块均是2.4G无线数传模块。
作为上述方案的进一步改进,所述GPS模块用于获取机器人的位置信息包括经纬度、海拔高度和速度,所述霍尔传感器用于测算扑翼机器人扑翼拍动的频率。
作为上述方案的进一步改进,所述控制终端是手机或平板电脑或笔记本电脑。
作为上述方案的进一步改进,所述微控制器是STM32F103RCT6芯片。
一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法,所述控制方法应用于上述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,所述方法包括步骤:S1,采集和存储当前机器人飞行数据;S2,根据当前的机器人飞行数据,判断机器人当前的飞行状态,根据当前的飞行状态确定目标姿态通过对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态。
作为上述方案的进一步改进,所述步骤S1包括子步骤:S11,机身传感模块采集机身运动数据,并将机身运动数据传给微控制器,尾翼传感模块采集尾翼运动数据,并将尾翼运动数据传给微控制器,GPS模块采集扑翼机器人的位置信息传给微控制器,霍尔传感器采集扑翼拍动的频率传给微控制器;S12,微控制器将飞行数据通过第一无线数传模块发送给地面控制装置,地面控制装置存储飞行数据。
作为上述方案的进一步改进,所述机身运动数据包括机身飞行方向的角度、角速度和加速度,所述尾翼运动数据包括尾翼的角度、角速度和加速度。
作为上述方案的进一步改进,所述步骤S2包括子步骤:S21,地面控制装置对接收到的当前的机器人机身运动数据和尾翼运动数据进行解析,判断机器人当前的飞行状态;S22,地面控制装置和/或遥控器根据机器人当前的飞行状态发出控制命令发送到机载控制装置,机载控制装置的微控制器接收到控制命令后,根据控制命令驱动PWM电机控制模块,对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态。
本发明的有益效果是:一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,机身传感模块和尾翼传感模块分别采集机身运动数据和尾翼运动数据,通过微控制器驱动PWM电机控制模块对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态,本发明控制装置结构简单,飞行方向角度更加精确。
本发明一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,可以通过地面控制装置与扑翼机器人的机载控制装置无线通信,进而控制扑翼机器人,还可以通过遥控器对扑翼机器人进行控制,使用更加方便。
本发明的另一个有益效果是:一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制方法,机身传感模块和尾翼传感模块分别采集机身运动数据和尾翼运动数据,通过微控制器驱动PWM电机控制模块对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态,本发明控制方法使飞行方向角度更加精确。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
图1是一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置整体结构示意图;
图2是一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置地面控制装置具体实施例结构示意图;
图3是地面、扑翼机器人、机身MPU6050传感器和尾翼MPU6050传感器的坐标系示意图;
图4是机身MPU6050传感器坐标系与扑翼机器人坐标系的转换示意图;
图5是机身MPU6050传感器坐标系与地面参考坐标系的转换示意图;
图6是尾翼MPU6050传感器坐标系和扑翼机器人坐标系旋转示意图;
图7是尾翼MPU6050传感器坐标系与扑翼机器人坐标系的转换示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1是一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置整体结构示意图,如图1所示,一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,控制装置包括机载控制装置10、地面控制装置20和遥控器30,机载控制装置10包括微控制器1、低压警报模块2、输入捕捉模块3、程序下载模块4、PWM电机控制模块5、机载设备驱动扩展口6、第一无线数传模块7、遥控接收机8、供电电源9、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块12和霍尔传感器13,本实施例微控制器1是STM32F103RCT6芯片。其中,供电电源9的第一输出端与低压警报模块2的输入端连接,低压警报模块2与微控制器1连接,供电电源9的第二输出端与微控制器1的第九输入端连接用于给微控制器1提供工作电源,低压警报模块2用于检测电源电压,根据用电量以及当前电量预测到达低压时间,在接近低压时持续对地面控制装置20发出警报信号。遥控接收机8的第一输出端与输入捕捉模块3的输入端连接,遥控接收机8的第二输出端与PWM电机控制模块5的第二输入端连接,输入捕捉模块3的输出端与微控制器1第三输入端连接,程序下载模块4的输出端与微控制器1的第四输入端连接,微控制器1的输出端与PWM电机控制模块5的第一输入端连接,机载设备驱动扩展口6的输出端与微控制器1的第六输入端连接,第一无线数传模块7的输出端与微控制器1的第七输入端连接,尾翼传感模块的输出端与微控制器1的第十输入端连接,机身传感模块的输出端与微控制器1的第十一输入端连接,GPS模块12的输出端与微控制器1的第十二输入端连接,霍尔传感器13的输出端与微控制器1的第十三输入端连接,本实施例尾翼传感模块和机身传感模块均采用MPU6050传感器,机身MPU6050传感器11安装在机器人机身上,机身MPU6050传感器11采集机身运动数据,尾翼MPU6050传感器10安装在尾翼上,尾翼MPU6050传感器10采集尾翼运动数据,机身MPU6050传感器11包括机身陀螺仪111和机身加速度计112,尾翼MPU6050传感器10包括尾翼陀螺仪101和尾翼加速度计102。程序下载模块4为微控制器1下载程序,PWM电机控制模块5包括扑翼扑动电机51、尾翼摆动电机52和扑翼角度电机53,扑翼扑动电机51驱动扑翼扑动,尾翼摆动电机52驱动尾翼摆动,扑翼角度电机53驱动改变扑翼角度。机载设备驱动扩展口6预留给微控制器1扩展资源。第一无线数传模块7与地面控制装置20无线通信,遥控接收机8与遥控器30无线通信,GPS模块12获取机器人的位置信息包括经纬度、海拔高度和速度,霍尔传感器13测算扑翼机器人扑翼摆动的频率。微控制器1将飞行数据通过第一无线数传模块7发送回地面控制装置20,飞行数据包括低压警报模块2采集到的电量信息,尾翼MPU6050传感器10采集到尾翼运动数据,机身MPU6050传感器11采集到机身运动数据、GPS模块12采集到的位置信息、霍尔传感器13采集到扑翼摆动的频率。机载控制装置10将飞行数据传给地面控制装置20后,用户可以通过地面控制装置20控制扑翼机器人的飞行方向,也可以通过遥控器30控制扑翼机器人的飞行方向。用于也可以事先将程序通过程序下载模块4存储在微控制器1中,微控制器1对低压报警模块2、尾翼MPU6050传感器10、机身MPU6050传感器11、GPS模块12和霍尔传感器13的信息进行解析,并根据程序对PWM电机控制模块5进行相应的驱动。
图2是一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置地面控制装置具体实施例结构示意图,如图2所示,地面控制装置包括第二无线数传模块14、微控制板15、控制终端,第二无线数传模块14与微控制板15连接,微控制板15与控制终端通过串口17连接,微控制板15可以采用STM32系列的芯片,第二无线数传模块14与上述机载控制装置10的第一无线数传模块7无线通信,控制终端可以是手机或者平板电脑或者笔记本电脑等,本实施例控制终端采用的是PC机,PC机16中的软件MATLAB161与上位机163通过虚拟串口162互相通信。本实施例中第一无线数传模块7和第二无线数传模块14均是2.4G无线数传模块。第二无线数传模块14接收第一无线数传模块7发送的飞行数据,STM32微控制板15对飞行数据进行解析后通过串口17发送给PC机16的MATLAB161,PC机16中的MATLAB161通过算法对飞行数据进行解析处理,上位机163根据飞行数据直观显示扑翼机器人相应的状态,并且在PC机16中对扑翼机器人进行遥控。上位机163将遥控信息通过虚拟串口162发送给MATLAB161,MATLAB161对遥控信息解析并打包成命令通过串口17发送给STM32微控制板15,STM32微控制板15进一步处理后通过第二无线数传模块14发送给扑翼机器人的机载控制装置。
扑翼机器人可以全自主控制自身的飞行姿态,还可以通过地面控制装置和/或遥控器控制扑翼机器人的飞行姿态。
方式一:地面控制装置控制扑翼机器人的飞行姿态。
微控制器将收集到的飞行数据通过第一无线数传模块发送回地面控制装置,地面控制装置对飞行数据进行解析处理,地面控制装置发出控制命令通过第二无线数传发送给机载控制装置,机载控制装置的微控制器根据接收到的控制命令对PWM电机控制模块进行相应的驱动,包括改变扑翼扑动电机的转速、尾翼摆动电机的转动角度和扑翼角度电机的转动角度,控制扑翼机器人的飞行姿态,进而改变扑翼机器人的飞行方向。
方式二:遥控器控制扑翼机器人的飞行姿态。
微控制器将收集到的飞行数据通过第一无线数传模块发送回地面控制装置,地面控制装置对飞行数据进行解析处理,用户可以手动遥控器向机载控制装置发出遥控命令,机载控制装置的遥控接收机接收到遥控命令后关闭微控制器对第一无线数传数据的解析,进入手动遥控状态,微控制器仍将收集到的飞行数据通过第一无线数传模块发送回地面控制装置,地面控制装置对飞行数据进行解析处理。机载控制装置的遥控接收机根据接收到的遥控命令对PWM电机控制模块进行相应的驱动,包括改变扑翼扑动电机的转速、尾翼摆动电机的转动角度和扑翼角度电机的转动角度,控制扑翼机器人的飞行姿态,进而改变扑翼机器人的飞行方向。
方式三:地面控制装置和遥控器共同控制扑翼机器人的飞行姿态。
微控制器将收集到的飞行数据通过第一无线数传模块发送回地面控制装置,地面控制装置对飞行数据进行解析处理,机载控制装置的微控制器同时接收地面控制装置的控制命令和遥控器的遥控命令,遥控接收机接收到遥控器的遥控命令后将遥控命令通过输入捕捉模块传给微控制器,微控制器根据程序对控制命令和遥控命令进行相应的处理和协调,对PWM电机控制模块进行相应的驱动,包括改变扑翼扑动电机的转速、尾翼摆动电机的转动角度和扑翼角度电机的转动角度,控制扑翼机器人的飞行姿态,进而改变扑翼机器人的飞行方向。
一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,机身传感模块和尾翼传感模块分别采集机身运动数据和尾翼运动数据,通过微控制器驱动PWM电机控制模块对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态,本发明控制装置结构简单,飞行方向角度更加精确。
本发明一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,可以通过地面控制装置与扑翼机器人的机载控制装置无线通信,进而控制扑翼机器人,还可以通过遥控器对扑翼机器人进行控制,使用更加方便。
一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法,所述控制方法应用于上述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,所述方法包括步骤:S1,采集和存储当前机器人飞行数据;S2,根据当前的机器人飞行数据,判断机器人当前的飞行状态,根据当前的飞行状态确定目标姿态通过对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态。
作为上述方案的进一步改进,所述步骤S1包括子步骤:S11,机身传感模块采集机身运动数据,并将机身运动数据传给微控制器,尾翼传感模块采集尾翼运动数据,并将尾翼运动数据传给微控制器,GPS模块采集扑翼机器人的位置信息传给微控制器,霍尔传感器采集扑翼拍动的频率传给微控制器;S12,微控制器将飞行数据通过第一无线数传模块发送给地面控制装置,地面控制装置存储飞行数据。
作为上述方案的进一步改进,所述机身运动数据包括机身飞行方向的角度、角速度和加速度,所述尾翼运动数据包括尾翼的角度、角速度和加速度。
作为上述方案的进一步改进,所述步骤S2包括子步骤:S21,地面控制装置对接收到的当前的机器人机身运动数据和尾翼运动数据进行解析,判断机器人当前的飞行状态;S22,地面控制装置和/或遥控器根据机器人当前的飞行状态发出控制命令发送到机载控制装置,机载控制装置的微控制器接收到控制命令后,根据控制命令驱动PWM电机控制模块,对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态。
由于机身MPU6050传感器与尾翼MPU6050传感器在扑翼机器人的安装位置不同,在采集机身运动数据和尾翼运动数据时,机身运动数据包括机身的角速度、角度和加速度,尾翼运动速度包括尾翼的角速度、角度和加速度,机身MPU6050传感器、尾翼MPU6050传感器与扑翼机器人的坐标系需要进行转换。
下面以一具体实施例说明机身MPU6050传感器、尾翼MPU6050传感器与扑翼机器人的坐标系之间的转换。
图3是地面、扑翼机器人、机身MPU6050传感器和尾翼MPU6050传感器的坐标系示意图,如图3所示,OaXaYaZa表示地面参考坐标系,ObXbYbZb表示扑翼机器人的坐标系,O1X1Y1Z1表示机身MPU6050传感器的坐标系,O2X2Y2Z2表示尾翼MPU6050传感器的坐标系,扑翼机器人飞行方向为扑翼机器人Xb轴的正方向,垂直于飞行方向向右的为扑翼机器人的Yb轴的正方向,垂直于飞行方向向机身下方的为扑翼机器人Zb轴的正方向,扑翼机器人的Yb轴与地面参考坐标系的Xa轴平行且方向相同,扑翼机器人的Xb轴与地面参考坐标系的Ya轴平行且方向相同,扑翼机器人的Zb轴与地面参考坐标系的Za轴平行但方向相反。
初始化时,扑翼机器人平面ObXbYb平行于地面,固定在机身上的机身MPU6050传感器的X1轴与扑翼机器人的Yb轴的方向相反、Y1轴的方向与扑翼机器人的Xb轴的方向相反、Z1轴的方向与扑翼机器人的Zb轴的方向相反,固定在尾翼的尾翼MPU6050传感器的X2轴的方向与扑翼机器人的Yb轴的方向相同,Y2轴的方向与扑翼机器人的Xb轴的方向相同,Z2轴的方向与扑翼机器人的Zb轴的方向相反。因此,机身MPU6050传感器的坐标系与扑翼机器人坐标系旋转变化,在MPU6050的定义中,俯仰角p(pitch)、偏航角y(yaw)和翻滚角r(roll)分别对应φ、ψ和θ。在扑翼机器人的坐标体系中,同样也是定义仰角、偏航角和翻滚角分别对应绕Yb轴、Zb轴和Xb轴旋转,机身MPU6050传感器绕扑翼机器人的Xb轴、Yb轴、Zb轴和运动的变换矩阵如下:
图4是机身MPU6050传感器坐标系与扑翼机器人坐标系的转换示意图,机身MPU6050传感器采集机身运动数据包括机身的角速度、角度和加速度,如图4所示,机身MPU6050传感器坐标系由扑翼机器人坐标系分两次旋转完成,第一次绕扑翼机器人坐标系Xb轴旋转180度,第二次绕扑翼机器人坐标系Zb轴旋转-90度,两次旋转后得到机身MPU6050传感器坐标系,因此,机身MPU6050传感器坐标系转换到扑翼机器人坐标系的旋转矩阵表示如下公式:
图5是机身MPU6050传感器坐标系与地面参考坐标系的转换示意图,机身MPU6050传感器坐标系转换到扑翼机器人坐标系只能得到扑翼机器人的角速度信息,而扑翼机器人飞行加速度是扑翼机器人相对地面的加速度,即机身MPU6050传感器相对地面的加速度,因此,需要将机身MPU6050传感器坐标系转换成地面参考坐标系。如图5所示,机身MPU6050传感器坐标系由地面参考坐标系绕地面参考坐标系的Z2轴旋转180度转换而成,因此,机身MPU6050传感器坐标系转换到扑翼机器人坐标系的旋转矩阵表示如下公式:
图6是尾翼MPU6050传感器坐标系和扑翼机器人坐标系旋转示意图,图7是尾翼MPU6050传感器坐标系与扑翼机器人坐标系的转换示意图,结合图6和图7,尾翼MPU6050传感器采集尾翼运动数据包括尾翼的角速度、角度和加速度,尾翼的角速度是相对扑翼机器人的角速度,如图6所示,扑翼机器人的坐标系由ObXbYbZb旋转到Ob-1Xb-1Yb-1Zb-1,即Xb轴旋转θ1、Yb轴旋转φ1、Zb轴旋转ψ1,而尾翼MPU6050传感器的坐标系由O2X2Y2Z2旋转到O2-1X2-1Y2- 1Z2-1,绕尾翼MPU6050传感器坐标系由扑翼机器人坐标系两次旋转完成,第一次绕扑翼机器人坐标系Xb轴旋转180度,第二次绕扑翼机器人坐标系Zb轴旋转90度,两次旋转后得到尾翼MPU6050传感器坐标系,因此,尾翼MPU6050传感器坐标系转换到扑翼机器人坐标系的旋转矩阵表示如下公式:
因此,当扑翼机器人坐标系做出Xb轴旋转θ1、Yb轴旋转φ1、Zb轴旋转ψ1时,尾翼MPU6050传感器相对扑翼机器人的旋转角度为:
公式(7)中,r表示翻滚角、p表示俯仰角、y表示偏航角;
机身MPU6050传感器相对扑翼机器人的旋转角度为:
公式(8)中,r表示翻滚角、p表示俯仰角、y表示偏航角。
一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制方法,机身传感模块和尾翼传感模块分别采集机身运动数据和尾翼运动数据,通过微控制器驱动PWM电机控制模块对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态,本发明控制方法使飞行方向角度更加精确。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (13)

1.一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述控制装置包括机载控制装置、遥控器和地面控制装置,所述机载控制装置包括微控制器、输入捕捉模块、程序下载模块、PWM电机控制模块、遥控接收机、第一无线数传模块、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块和霍尔传感器,所述输入捕捉模块、PWM电机控制模块、尾翼传感模块、机身传感模块、GPS模块和霍尔传感器与微控制器连接,所述遥控接收机分别与输入捕捉模块和PWM电机控制模块连接,所述第一无线数传模块与地面控制装置无线通信,所述遥控接收机与遥控器无线通信,所述机身传感模块是机身MPU6050传感器,所述机身MPU6050传感器包括机身陀螺仪和机身加速度计,所述尾翼传感模块是尾翼MPU6050传感器,所述尾翼MPU6050传感器包括尾翼陀螺仪和尾翼加速度计。
2.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述机载控制装置还包括供电电源,所述供电电源与微控制器连接用于给微控制器供电。
3.根据权利要求2所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述机载控制装置还包括低压警报模块,所述低压警报模块分别与所述微控制器和所述供电电源连接,所述低压警报模块用于检测供电电源电压且在低压时发出警报。
4.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述PWM电机控制模块包括扑翼扑动电机、尾翼摆动电机和扑翼角度电机。
5.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述地面控制装置包括第二无线数传模块、微控制板和控制终端,所述第二无线数传模块与微控制板连接,所述微控制板与控制终端连接,所述第二无线数传模块与第一无线数传模块无线通信。
6.根据权利要求5所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述第一无线数传模块和第二无线数传模块均是2.4G无线数传模块。
7.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述GPS模块用于获取机器人的位置信息包括经纬度、海拔高度和速度,所述霍尔传感器用于测算扑翼机器人扑翼拍动的频率。
8.根据权利要求5所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述控制终端是手机或平板电脑或笔记本电脑。
9.根据权利要求1所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,其特征在于,所述微控制器是STM32F103RCT6芯片。
10.一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法,其特征在于,所述控制方法应用于权利要求1至9任一项所述的一种带有尾翼的扑翼机器人飞行控制装置,所述方法包括步骤:
S1,采集和存储当前机器人飞行数据,所述飞行数据包括机身运动数据、尾翼运动数据、当前机器人位置信息、扑翼拍动的频率;
S2,根据当前的机器人飞行数据,判断机器人当前的飞行状态,根据当前的飞行状态确定目标姿态通过对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态。
11.根据权利要求10所述的一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法,其特征在于,所述步骤S1包括子步骤:
S11,机身传感模块采集机身运动数据,并将机身运动数据传给微控制器,尾翼传感模块采集尾翼运动数据,并将尾翼运动数据传给微控制器,GPS模块采集扑翼机器人的位置信息传给微控制器,霍尔传感器采集扑翼拍动的频率传给微控制器;
S12,微控制器将飞行数据通过第一无线数传模块发送给地面控制装置,地面控制装置存储飞行数据。
12.根据权利要求11所述的一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法,其特征在于,所述机身运动数据包括机身飞行方向的角度、角速度和加速度,所述尾翼运动数据包括尾翼的角度、角速度和加速度。
13.根据权利要求12所述的一种尾翼可摆动的扑翼机器人飞行控制方法,其特征在于,所述步骤S2包括子步骤:
S21,地面控制装置对接收到的当前的机器人机身运动数据和尾翼运动数据进行解析,判断机器人当前的飞行状态;
S22,地面控制装置和/或遥控器根据机器人当前的飞行状态发出控制命令发送到机载控制装置,机载控制装置的微控制器接收到控制命令后,根据控制命令驱动PWM电机控制模块,对扑翼和尾翼进行调整控制,进而控制机器人的飞行姿态。
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