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無(wú)人機(jī)防撞系統(tǒng)開(kāi)源分享

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資料介紹

描述

“無(wú)人機(jī)防撞系統(tǒng)”，顧名思義，就是保護(hù)無(wú)人機(jī)免受墻壁等障礙物的碰撞。在日常生活中，我們經(jīng)常聽(tīng)到無(wú)人機(jī)墜毀的聲音，這甚至不會(huì)造成機(jī)器損失，對(duì)周?chē)娜艘灿泻艽蟮耐{. 隨著無(wú)人機(jī)如今變得越來(lái)越普遍，因此增加了無(wú)人機(jī)故障的威脅。所以我設(shè)計(jì)了這個(gè)防撞系統(tǒng)來(lái)保護(hù)人和機(jī)器的損失。

該項(xiàng)目背后的想法太簡(jiǎn)單了。每當(dāng)從左側(cè)檢測(cè)到任何障礙物時(shí)，無(wú)人機(jī)都必須向右漂移，并且在所有四個(gè)方向上都相同。通過(guò)讓一切都非常簡(jiǎn)單，我只是操縱了發(fā)送到飛行控制器芯片的接收器信號(hào)。為了檢測(cè)障礙物，我使用了“超聲波傳感器”。該項(xiàng)目并不完美，但它仍然是朝著完美的防撞系統(tǒng)邁出的一大步。

1.3 框圖說(shuō)明

在圖 1.1 的第一個(gè)塊中，Rx 表示 Receiver。接收器接收來(lái)自飛行員手持的發(fā)射器的信號(hào)。它將信號(hào)值移交給防撞微控制器。傳感器給微控制器賦值。然后微控制器根據(jù)傳感器值改變接收器的值并將其發(fā)送給飛行控制器。飛行控制器從陀螺儀傳感器獲取值，從防撞微控制器獲取信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送到運(yùn)行電機(jī)的電子速度控制器。這樣所有系統(tǒng)都可以工作。

1.4 應(yīng)用

1.可用于四旋翼、六旋翼、三旋翼和八旋翼，無(wú)需大的改動(dòng)。

2.可用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)。

3.適用于人潮擁擠的攝影無(wú)人機(jī)。

4.可用于遙控飛機(jī)、船等玩具。

5.百葉窗也可以通過(guò)一些修改來(lái)使用它。

電路說(shuō)明

2.1 原理圖

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圖 2.1

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，主要部分是兩個(gè)“atmega328p”微控制器，如圖 2.1 所示。每個(gè)微控制器都與一個(gè) 16 MHz 晶體以及兩個(gè)用作濾波器的 22pF 電容器相連。然后，兩個(gè)微控制器的電源輸入端都有一個(gè) LED，帶有一個(gè) 220ohm 電阻以指示電源輸入，還有一個(gè)復(fù)位開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)與一個(gè) 10K 電阻連接至 5V。IC U1 作為飛行控制器，而 IC U2 作為防撞控制器。

從右側(cè)開(kāi)始，4 個(gè)超聲波傳感器（M2、M3、M4、M5）與 5v 和 GND 連接到來(lái)自 IC U5“7805”電源調(diào)節(jié)器的電源輸入。超聲波傳感器的觸發(fā)和回波引腳連接到 IC U2 的數(shù)字引腳。

接頭引腳 H1 用于接收器信號(hào)的輸入。4 信號(hào)通道 3、4、5、6 直接提供給 IC U1 的數(shù)字引腳，而通道 1 和 2 提供給 IC U2 的數(shù)字引腳，然后通道 1_New 和 2_New 從 DIG 2 和 DIG 3 取出到 IC U1。

陀螺儀傳感器 MPU6050 使用 I2C 總線與 IC U1 連接，使用 SDA 和 SCL 引腳分別連接到 A4 和 A5。

4路電調(diào)輸出取自IC U1的Digital 3、10、11、12腳。該電路的電源來(lái)自這些 ESC，因此它們的接地和 5V 引腳分別與 IC 7805 的引腳 2 和引腳 1 相連。然后 IC 7805 的引腳 3 用于為我們的 IC U1、U2、U3、接收器和我們的超聲波傳感器供電。

IC U3 是一個(gè)運(yùn)算放大器。它與 IR 對(duì)連接，其全套充當(dāng)紅外接近傳感器，連接到 IC U2 的模擬 0 引腳。

2.2 工作

接收器接收來(lái)自地面飛行員手持的發(fā)射器的信號(hào)。接收器有 6 個(gè)輸出通道 1、2、3、4、5 和 6 或俯仰、偏航、油門(mén)、偏航、AUX1 和 AUX 2。通道 3、4、5、6 直接饋送到飛行控制器 IC，而通道 1 和2 饋送到防撞 IC。碰撞避免 IC 觸發(fā)第一個(gè)超聲波傳感器，超聲波傳感器傳輸超聲波信號(hào)，該信號(hào)被其范圍內(nèi)的任何障礙物偏轉(zhuǎn)并被接收器接收（如下圖 2.1 所示）。然后傳感器根據(jù)聲音返回超聲波傳感器接收器所需的時(shí)間將 Echo Pin 設(shè)置為 HIGH。然后該信號(hào)被饋送到碰撞避免 IC。它還從 Receiver 讀取值，例如 (Pitch, Yaw) = (1500, 1500)。每當(dāng)左超聲波傳感器檢測(cè)到 40 厘米內(nèi)的任何障礙物時(shí)，它會(huì)將 Pitch 轉(zhuǎn)換為 1650，而 Yaw 將保持不變，這意味著 OUTPUT 將為 (1650, 1500)。如果障礙物來(lái)自前方，它將輸出為 (1500, 1350) 并且每一側(cè)都相同。然后將此操縱信號(hào)饋送到處理電機(jī)速度和無(wú)人機(jī)方向的飛行控制器 IC。這是對(duì)這架無(wú)人機(jī)工作原理的簡(jiǎn)單解釋。